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1、黑洞里面是什么?所谓“黑洞”(Black Hole),是质量极大的恒星在核融合反应的燃料耗尽后,发生重力塌缩后形成的。由于它的重力场极强,一般相信任何物质,甚至是光,都不能“逃出来”。黑洞大多是宇宙里面的恒星寿终正寝的地方,如果要比喻的话,黑洞是一个坟场也是一个垃圾回收站。所以在黑洞里面是什么,简单的理解来说是宇宙剩余的能量或被黑洞吞噬的天体,比如:被压缩的光,被挤压的星球。黑洞占据了宇宙总质量的 90%,黑洞可以说是无处不在。更加具体的解析我们可以从黑洞的形成中寻得些许依据来探究宇宙的黑洞到底都装着什么东西。黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的奇点和周围一部
2、分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;某一个恒星即将灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在自身的挤压引力吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力,会使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳,但黑洞并不能吞噬如此多的物质,黑洞会释放一部分物质,射出两道纯能量射线。为了研究太空中看不见的光线,美国宇航局研
3、制出可以发射高能的天文观察系统。在其发回的 X 射线宇宙照片当中,天文学家发现了让人吃惊的一幕:那些人们认为已经湮灭了的星体依然放射出比太阳更为强烈的宇宙射线。这证明了长久以来人们的一个大胆设想:宇宙中确实存在着看不见的“黑洞”。牛顿的万有引力定律认为,地球和宇宙间的一切天体,都具有强大的相互吸引力,它们能牢牢地吸引附近的一切物体。比如地球的引力吸引着地表的物质使之不能随意地飞离地球;人类如果想把人造卫星送上围绕地球运行的轨道,至少要使发射火箭达到 8 千米每秒的速度。要不然,因为地球的引力,人造卫星就会被拉回地面了,这个 8 千米每秒的速度又称为第一宇宙速度。然后,我们也可以很容易推出,宇宙
4、飞船如果想要脱离地球轨道就得有 11 千米每秒的速度。那么,人们就推想了:有没有可能在宇宙中有这样一些天体,它们的表面脱离速度能超过 30 万千米每秒,比光速还要快?1798 年,法国天文学家拉普拉斯从牛顿力学出发,预言了宇宙中可能存在引力如此之大的大天体。他认为“宇宙中最明亮的天体,很可能我们根本就看不见它”。他大胆地假设说,如果有一个天体的密度或质量很大,达到了一个限度,这时它很可能是不可见的。拉普拉斯的假说其实就是早期的黑洞理论了。近代,随着爱因斯坦发表的广义相对论,科学家们从牛顿力学和广义相对论出发,得出了跟拉普拉斯的假说一样的结论,就是黑洞的存在。依据牛顿的万有引力理论,科学家得出,
5、一个球形的天,一旦它的质量超过太阳质量的 2 倍,就可能引发“引力崩溃”。也就是说,它可能会向自己的中心引力坍缩,成为一个体积无限小、质量无限大的质点。依据爱因斯坦的广义相对论,德国科学家史瓦西计算出一个可能具备了无穷大吸引力的天体半径。他进一步阐述,一个天体一旦半径达到了这个大小,就很可能有无限大的引力,任何物质都不能从它那儿逃脱出来,只能被它吸引进去。即便光线速度极快,也逃不出来。这个有能力把一切吸引进去的地方,人们无法看到它,因而称之为黑洞。这样,黑洞理论就基本形成了。后来科学家们更进一步推算黑洞的边界即视界是封闭的,但是这个边界的封闭也是相对的,就是物质只能进不能出。黑洞的存在理论上已经证明了。那黑洞的内部情况是如何的呢?由于目前对黑洞还没有直接的观测数据,科学家们只能从理论上推测。假如有一位无畏的科学家驾驶飞船向黑洞飞去,他最先感到的是巨大的吸引力。他要是从窗口望出去,就会看到一个平底锅似的圆盘在周围星光衬托下很显眼。走得更近,远方似乎有“地平线”,发出 X 射线,那似乎深不见底的黑洞便是被这“地平线”包围着。光线在黑洞附近变形,成为一个光环。宇航员这时要返航已是不可能的了,双脚受到的巨大引力使得他向黑洞中心飞去。他如同坐在刑台上,头和脚之间出现巨大的引力差,这巨大的引力差早在距“地平线”4800 千米之外的地方就把他撕碎了。