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[宇宙天文] 黑洞究竟系麼 ???

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發表於 2011-3-23 12:52:48 | |閱讀模式

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really hard to understand...
發表於 2011-3-24 00:18:41 |
本帖最後由 bell852 於 2011-3-24 00:21 編輯


黑洞

黑洞是宇宙中最神秘的物體之一。

黑洞的理論建基於萬有引力定律。
萬有引力是我們最為熟悉的一種作用力,這種力使我們緊貼在地上,同時使地球環繞太陽運行。
愛因斯坦的相對論提出,質量和能量決定時空的幾何形狀,而時空的彎曲率則以引力的形式表達出來。

黑洞是擁有強大引力的物體,引力之大即使是宇宙中速度最高的光線也不能逃離黑洞;亦因如此約翰‧威拿於 1971年將這種物體命名為黑洞。如有一個黑洞,它的質量跟太陽的質量相同,那黑洞的半徑只有約 3千米(即太陽半徑的0.0004%)。




成因淺析

(一)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於宇宙萬物之間,稱為萬有引力。萬有引力是由於物體具有質量而在物體之間產生的一種相互作用。它的大小和物體的質量以及兩個物體之間的距離有關。物體的質量越大,它們之間的萬有引力就越大;物體之間的距離越遠,它們之間的萬有引力就越小。兩個可看作質點的物體之間的萬有引力,可以用以下公式計算:F=GmM/r2,即萬有引力等於重力常量乘以兩物體質量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量,其值約為 6.67 × 10的負 11次方單位N·m2 /kg2。為英國科學家卡文迪許通過扭秤實驗測得。

(二)讓我們先從恆星的生命週期說起。宇宙早期的星雲物質 - 絕大部分是氫的極其稀薄的氣體 - 由於自身的引力作用而收縮成恆星。由於收縮過程中氣體原子相互碰撞的頻率和速度越來越高,導致氣體溫度上升並最終使恆星發光。當溫度如此之高,以致於氫原子碰撞後不再離開而是聚合成氦,這被稱為“熱核聚變”。聚變釋放出的巨大能量使恆星氣體的壓力進一步升高,並達到足以平衡恆星內部引力的程度,於是恆星的收縮停止下來,並在相當長的時間裡穩定地燃燒。當恆星耗盡了這些氫之後,由於核反應的減弱而開始變冷,恆星氣體的壓力不足以抵抗自身引力的而導致恆星重新開始收縮。恆星中的氦元素發生聚變形成碳或氧之類較重的元素。但這一過程並沒有釋放太多的能量,恆星繼續收縮。當恆星進一步縮小時,物質粒子靠得非常近並且必須嚴格地遵守不相容原理,因而粒子之間發散的趨勢平衡了恆星自身的引力,使恆星不再縮小。如果這個不相容原理引起的排斥力是電子間產生的,那麼恆星將坍縮成為一顆半徑為幾千英里,密度為每立方英寸幾百噸的冷恆星 - “白矮星”。科學家們已經觀測到大量的白矮星。恆星將無休止的收縮,直至體積為零!此時的物質密度和空間 - 時間曲率將無窮大。

(三)我們都知道逃逸速度。星體所產生的引力場(和星體的質量及密度有關)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,那麼我們將無法觀察到這個星體,僅能感受到它的引力效應。

(四)巨大黑洞質量可能是太陽的幾十萬,幾百萬或幾千萬倍。由於他質量無窮大,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。我們也就看不到黑洞。




黑洞漆黑不可見,那我們怎樣能知道它的存在呢?

科學家們可以間接從黑洞對鄰近的星際氣體及塵埃的影響來找到它。

當任何物體墮進或被吸入黑洞時,都會被黑洞吸積入內,形成黑洞外的吸積盤繞著黑洞運行。這運行中吸積物的潮汐力將動能轉為熱能,使溫度提高,甚至可達數百萬度。我們可借著測量X - 射線的強度及變化,從而探測黑洞的存在。




雖然科學家在黑洞研究中取得進展,但不少問題仍有待解決。是否在所有星系 - 包括銀河系 - 的中心都存在黑洞呢?在大爆炸後,密度極高的碎片能否形成黑洞呢?第三類黑洞 - 中型黑洞,又是否存在呢?近期超級電腦分析錢德拉X射線天文台的數據,顯示中型黑洞極有可能存在;然而我們可以更直接觀測這類黑洞的存在嗎?未來數年,一系列新的天文衛星將會投入服務,屆時可對這些神秘的物體 - 黑洞有著更多的認識。

*黑洞其實並不像電影中所描寫那種遠近通吃的宇宙吸塵機。黑洞只會把超越黑洞邊界的物件吸積入內。比喻來說,如太陽忽然成為相同質量的黑洞,地球的軌道不會有絲毫改變(當然我們會感到溫度大降,因地球再接收不到太陽所發出的能量)。




黑洞實際存在性現今科技無法驗證

由於黑洞觀測有實際的困難度存在,宣稱某個星體是黑洞者,通常都只給出幾張模糊的照片或部分的數據,黑洞的所有特徵無法全面驗證,一般媒體報導實際僅有部分資訊,無法滿足專業天體物理的數據要求,因此天文數據庫當中,並沒有黑洞,僅有黑洞候選星。




SN1979C.jpg
這個30歲的黑洞是距離地球約5000萬光年的M100的星系中的超新星“SN1979C“的餘燼




國家地理之宇宙大怪獸:黑洞

 樓主| 發表於 2011-3-24 00:55:25 |
wowwww bell852, really thx for the detail explanation!!!
發表於 2011-3-24 09:59:10 |
回應 qwerty122177 的帖子

不用客氣, 希望你看得明白吧~
發表於 2011-3-24 13:27:08 |
讚~~~~~~~`
發表於 2011-3-26 03:24:23 |
95% unknow dark matter including black hole
發表於 2011-3-26 10:34:44 |
你入到去會比黑洞壓到變左一粒極細既粒子
發表於 2011-3-29 20:49:48 |
好圖,黑洞連光都吸得入==
發表於 2011-3-30 03:37:35 |
Thanks a lot for your sharing
發表於 2011-3-30 23:33:25 |
amazing indeed
發表於 2011-3-31 01:55:58 |
回應 qwerty122177 的帖子

it's sth that's so dense that the attraction from its mass will be stronger than light travels.. which means you won't see light coming out or passing through so it's dark to you, hence the name blackhole.
發表於 2011-4-1 20:52:21 |
amazing !!
發表於 2011-4-4 11:19:34 |
大家因该有空间扭曲的概念吧?扭曲的空间推测就在黑洞中。而这个扭曲的空间又有何用呢?在推测可以穿越时间或空间。。
爱因斯坦,我最崇拜的科学家。。
發表於 2011-4-4 17:04:56 |
黑洞好多時係星體滅亡時引力失控所做成, 佢既存在"好可能"係同黑暗物質抗衡, 連"光"同"時間"都會比佢吸走

而我地既 MILKYWAY 有一個超級黑洞
發表於 2011-4-4 17:18:53 |
回應 bell852 的帖子

睇完都唔明AR=3=
發表於 2011-4-4 17:21:45 |
banned 發表於 2011-4-4 17:04
黑洞好多時係星體滅亡時引力失控所做成, 佢既存在"好可能"係同黑暗物質抗衡, 連"光"同"時間"都會比佢吸走 : ...

咩係mikyway???
發表於 2011-4-4 17:36:00 |

多手打多左
發表於 2011-4-4 18:44:23 |

哈哈~ 係咩~~
發表於 2011-4-5 11:07:42 |
哈哈= =
世界好似有光明同黑暗兩種野咁
變晒遊戲世界~
發表於 2011-4-5 12:33:43 |
good explaination

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