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什么是黑洞

黑洞(Black hole)是現(xiàn)代廣義相對論中，宇宙空間內(nèi)存在的一種超高密度天體，由于類似熱力學(xué)上完全不反射光線的黑體，故名為黑洞。黑洞是時空曲率大到光都無法從其視界逃脫的天體。黑洞是由質(zhì)量足夠大的恒星在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡而“死亡”后，發(fā)生引力坍縮產(chǎn)生的。黑洞的質(zhì)量極其巨大，而體積卻十分微小，它產(chǎn)生的引力場極為強勁，以至于任何物質(zhì)和輻射在進(jìn)入到黑洞的一個事件視界(臨界點)內(nèi)，便再無力逃脫，甚至傳播速度最快的光(電磁波)也逃逸不出。黑洞無法直接觀測，但可以借由間接方式得知其存在與質(zhì)量，并且觀測到它對其他事物的影響。借由物體被吸入之前的因高熱而放出紫外線和X射線的“邊緣訊息”，可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可借由間接觀測恒星或星際云氣團繞行黑洞軌跡，來取得位置以及質(zhì)量。

黑洞知識

黑洞分類

按質(zhì)量分

超巨質(zhì)量黑洞：可以在所有已知星系中心發(fā)現(xiàn)其蹤跡。質(zhì)量據(jù)說是太陽的數(shù)百萬至十?dāng)?shù)億倍。

小質(zhì)量黑洞：質(zhì)量為太陽質(zhì)量的10至20倍，即超新星爆炸以后所留下的核心質(zhì)量是太陽的3至15倍就會形成黑洞。

理論預(yù)測，當(dāng)質(zhì)量為太陽的40倍以上，可不經(jīng)超新星爆炸過程而形成黑洞。

中型黑洞：推論是由小質(zhì)量黑洞合并形成，最后則變成超巨質(zhì)量黑洞。中型黑洞是否真實存在仍然存疑。

按物理特性分

根據(jù)黑洞本身的物理特性(質(zhì)量、電荷、角動量)：

不旋轉(zhuǎn)不帶電荷的黑洞。它的時空結(jié)構(gòu)于1916年由史瓦西求出稱史瓦西黑洞。

不旋轉(zhuǎn)帶電黑洞，稱R-N黑洞。時空結(jié)構(gòu)于1916-1918年由Reissner和Nordstrom求出。

旋轉(zhuǎn)不帶電黑洞，稱克爾黑洞。時空結(jié)構(gòu)由克爾于1963年求出。

一般黑洞，稱克爾-紐曼黑洞。時空結(jié)構(gòu)于1965年由紐曼求出。

原初黑洞

原初黑洞是理論預(yù)言的一類黑洞，尚無直接證據(jù)支持原初黑洞的存在。宇宙大爆炸初期，宇宙早期膨脹之前，某些區(qū)域密度非常大，以至于宇宙膨脹后這些區(qū)域的密度仍然大到可以形成黑洞，這類黑洞叫做原初黑洞。原初黑洞的質(zhì)量與密度不均勻處的尺度有關(guān)，因此原初黑洞的質(zhì)量可以小于恒星坍塌生成的黑洞，根據(jù)霍金的理論，黑洞質(zhì)量越小，蒸發(fā)越快。質(zhì)量非常小的原初黑洞可能已經(jīng)蒸發(fā)或即將蒸發(fā)，而恒星坍塌形成的黑洞的蒸發(fā)時標(biāo)一般長于宇宙時間。天文學(xué)家期待能觀測到某些原初黑洞最終蒸時發(fā)出的高能伽瑪射線。

形成理論

任何兩個物體之間都存在這種吸引作用。物體之間的這種吸引作用普遍存在于宇宙萬物之間，稱為萬有引力。宇宙星體所產(chǎn)生的引力場(和星體的質(zhì)量及密度有關(guān))越大，從其表面逃逸所需的極限速度就越大。如果這個引力場大到某個極限，使以光速運動的物體也不能掙脫它的束縛而逃逸，那么人們將無法觀察到這個星體，僅能感受到它的引力效應(yīng)。巨大黑洞質(zhì)量可能是太陽的幾十萬、幾百萬或幾千萬倍 。由于他質(zhì)量無窮大，使得其他物體能脫離他的速度也需要很大。這個逃逸速度如果超過了光速，光也會被吸納。所以，光逃離不了。人們也就看不到黑洞。

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