❶ 黑洞具體的概念是什麼
黑洞是廣義相對論預言的一種特殊的天體。其基本特徵是有一個封閉的視界。任何東西,包括光在內,只要進入視界以內都會被吞噬掉。
黑洞的概念最早出現是1798年,當時拉普拉斯根據牛頓力學計算出,一個直徑為太陽250倍而密度與地球一樣的天體,其引力足以捕獲其發出的光線而成為一個暗天體。1939年,奧本海默根據廣義相對論證明一個無壓球體在自身引力作用下能坍縮到引徑rg。rg=2GM/(c*c)當天體的質量M大於臨界質量Mc時,引力坍塌後就不可能達到任何的穩態,只能形成黑洞。黑洞只有三個特徵量分別是質量M、角動量J和電荷Q。Q=0的黑洞為軸對稱的克爾黑洞,J=Q=0時的黑洞為球對稱的史瓦西黑洞。
❷ 黑洞理論
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第六章 黑洞
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1976年,霍金稱自己通過計算得出結論,他認為黑洞在形成過程中,其質量減少的同時還不斷在以能量的形式向外界發出輻射。這就是著名的「霍金輻射」理論。但是,理論中提到的黑洞輻射中並不包括黑洞內部物質的任何信息,一旦這個黑洞濃縮並蒸發消失後,其中的所有信息就都隨之消失了。這便是所謂的「黑洞悖論」。
這種說法與量子力學的相關理論出現相互矛盾之處。因為現代量子物理學認定這種物質信息是永遠不會完全消失的。近30年來,霍金試圖以各種推測來解釋這一自相矛盾的觀點。霍金曾表示,黑洞中量子運動是一種特殊情況,由於黑洞中的引力非常強烈,量子力學在此時已經不再適用了。但是霍金的這種說法並沒有得到科學界眾多持懷疑態度學者的信服。
據《每日電訊報》報道,7月21日,在愛爾蘭都柏林舉行的「第17屆國際廣義相對論和萬有引力大會」上,英國傳奇科學家斯蒂芬·霍金教授將宣布他對宇宙黑洞的最新研究結果:黑洞並非如他和其他大多數物理學家以前認為的那樣,對其周遭的一切「完全吞食」,事實上被吸入黑洞深處的物質的某些信息實際上可能會在某個時候釋放出來。
目前由於霍金的學術論文還沒有發表,一切都難有定論。對於1974年提出的「霍金輻射」理論,在學術界得到了廣泛的肯定,這一理論為黑洞研究做出了傑出的貢獻,霍金教授也因此受到學術界的推崇,但他的新理論是否正確還要經過多方的驗證。對於黑洞的研究也如是,從最初提出黑洞概念至今已經有200多年的歷史,上世紀60年代開始的黑洞研究熱潮也已經持續了近半個世紀,但時至今日黑洞仍然還是一個謎,人們相信黑洞的存在,期待著有一天能夠徹底破解黑洞之謎。
❸ 黑洞的概念是誰提出的
最初指出黑洞存在,開假設為一個質量很大的神秘天體,是在1798年,當時法國的拉普拉斯利用牛頓萬有引力和光的微粒說提出這一見解。他說:「一個密度如地球而直徑為250個太陽的發光恆星,由於其引力的作用,將不允許任何光線離開它。由於這個原因,宇宙間最大的發光天體,對於我們卻是不可見的。」他稱這種天體為「黑暗的一團」,並猜測宇宙太空中可能有很多這樣的暗天體。這樣的暗天體就類似於我們今天所說的黑洞。
1916年,愛因斯坦發表廣義相對論,不久,德國物理學家史瓦西得到了廣義相對論方程的一個精確解。他預言存在5種不旋轉、不帶電的黑洞。當時就已算出,若要成為黑洞,一個質量如太陽的星體,其半徑必須縮到2.96千米,而地球則需壓縮到半程為0.89厘米。
然而,史瓦西提出的黑洞概念在當時並沒有受到人們的普遍重視。直到20世紀70年代,世界著名的物理學家霍金才把量子力學與廣義相對論結合起來,進行黑洞表面量子效應的研究,最終才使得黑洞理論的研究向前推進了一大步。
❹ 黑洞的定義是什麼
黑洞很容易讓人望文生義地想像成一個大黑窟窿,其實不然。所謂黑洞,就是這樣一種天體:它的引力場是如此之強,就連光也不能逃脫出來。黑洞中隱匿著巨大的引力場,這種引力大到讓任何東西,甚至連光都難逃黑洞的「手掌心」。黑洞不讓其邊界以內的任何事物被外界看見,這就是它被稱為「黑洞」的緣故。
我們無法通過光的反射來觀察它,只能通過受其影響的周圍物體來間接了解黑洞。
據猜測,黑洞的產生過程類似於中子星和白矮星的產生過程。當一顆恆星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能量已經不多了,這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量,所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,直到最後形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。
質量小一些的恆星主要演化成白矮星,質量比較大的恆星則有可能形成中子星。根據科學家的計算,中子星的總質量不能大於3倍太陽的質量,如果超過了這個值,將再沒有什麼力能與自身重力相抗衡了,從而引發另一次大坍縮。這樣,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直至成為一個體積很小、密度極大的物體。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑——任何具重力的質量之臨界半徑,與其質量成正比,如太陽的史瓦西半徑約為3千米,地球的史瓦西半徑只有約9毫米),巨大的引力就使得連光也無法向外射出,從而切斷了恆星與外界的一切聯系,這樣黑洞誕生了。