大师作文网黑洞和宇宙的诞生有关系吗
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/11/10 13:38:35
黑洞和宇宙的诞生有关系吗
如果黑洞不存在的话，我们会怎么样？
如果黑洞不存在的话，我们会怎么样？
黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了补注：在空间体积为无限小（可认为是0）而注入质量接近无限大的状况下,场无限强化的情况下黑洞真的还有实体存在吗?
或物质的最终结局不是化为能量而是成为无限的场?
发生在黑洞周围的有趣现象
在你阅读以下关于黑洞的复杂科学知识以前,先知道两个发生在黑洞周围的两个有趣现象.根据广义相对论,引力越强,时间越慢.引力越小,时间越快.我们的地球因为质量较小,从一个地方到另一个地方,引力变化不大,所以时间差距也不大.比如说,喜马拉亚山的顶部和山底只差几千亿之一秒.黑洞因为质量巨大,从一个地方到另一个地方,引力变化非常巨大,所以时间差距也巨大.如果喜马拉亚山处在黑洞周围,当一群登山运动员从山底出发,比如说他们所处的时间是2005年.当他们登顶后,他们发现山顶的时间是2000年.
另外一个有趣的现象是根据广义相对论,引力越强,时间越慢,物体的长度也缩小.假如银河系被一个黑洞所吸引,在被吸收的过程中,银河系会变成一个米粒大小的东西.银河系里的一切东西包括地球都按相同比例缩小.所以在地球上的人看来,银河系依旧是浩瀚无边.地球上的人依旧照常上班学习,跟他们在正常情况下一样.因为在他们看来,周围的人和物体和他们的大小比例关系不变.他们浑然不知这一切都发生一个米粒大的世界里.
旦因为黑洞周围引力巨大,任何物体都不能长时间待留.假如银河系被一个黑洞所吸引,地球上的人只有几妙的时间去体验第一个现象.
首先,对黑洞进行一下形象的说明:
黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引.黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心.黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故.我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞.据猜测,黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的.
再从物理学观点来解释一下:
黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脱离.对于地球来说,以第二宇宙速度（11.2km/s）来飞行就可以逃离地球,但是对于黑洞来说,它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以连光都跑不出来,于是射进去的光没有反射回来,我们的眼睛就看不到任何东西,只是黑色一片.
因为黑洞是不可见的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在.如果真的存在,它们到底在哪里?
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,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球.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,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质.任何靠近它的物体都会被它吸进去,黑洞就变得像真空吸尘器一样
为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论广义相对论.广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于黑洞.爱因斯坦在1916年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变.简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动.
让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的.首先,考虑时间（空间的三维是长、宽、高）是现实世界中的第四维（虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以尽力去想象）.其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面.
爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲.我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景：石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的,但其中央仍稍有下凹.如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床面下沉得更多.事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害.
同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变.正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多.
如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进.反之,如果它经过一个下凹的地方 ,则它的路径呈弧形.同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进.
现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响.设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞.自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷,还可能使床面发生断裂.类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙结构将被撕裂.这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点.
现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去.正如一个滚过弹簧床面的网球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获.而且,若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量.
我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西.但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量.著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其周围环境要高一些的温度.依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量,同样黑洞也不例外.一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为：霍金辐射.黑洞散尽所有能量就会消失.
处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的一切.1969年,美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”.
我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见.在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的.但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑.通过科学家的观测,黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑.霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律.而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中.一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们.
霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现.其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样.对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样.
所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光子.
根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律.当物体失去能量时,同时也会失去质量.黑洞同样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了.霍金预言,黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量.
但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演.事实上,黑洞爆炸后,释放的能量非常大,很有可能对身体是有害的.而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过100亿至200亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然.所谓“黑洞”,就是这样一种天体：它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来.
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲.当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出.而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面.
等恒星的半径小于一特定值（天文学上叫“施瓦西半径”）时,就连垂直表面发射的光都被捕获了.到这时,恒星就变成了黑洞.说它“黑”,是指任何物质一旦掉进去,就再不能逃出,包括光.实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到.
黑洞的形成
跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的.
当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢）,由中心产生的能量已经不多了.这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量.所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡.
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星.而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量.如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩.
这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很小、密度趋向很大.而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了.
白洞是什么
简单来说,白洞可以说是时间呈现反转的黑洞,进入黑洞的物质,最后应会从白洞出来,出现在另外一个宇宙.由于具有和「黑」洞完全相反的性质,所以叫做「白」洞.目前天文学家已经实际找到黑洞,锥床⑽凑嬲⑾?还只是个理论上的名词.
(一)白洞导论:
黑洞作为一个发展终极,必然引致另一个终极,就是白洞.其实膨胀的大爆发宇宙论中,早就碰到了原初火球的奇点问题,这个问题其实一直困扰着科学家们.这个奇点的最大质量与密度和黑洞的奇点是相似的,但他们的活动机制却恰恰相反.高能量超密物质的发现,显示黑洞存在的可能,自然也显示白洞存在的可能.如果宇宙物质按不同的路径和时间走到终极,那么也可能按不同的时间和路径从原始出发,亦即在大爆发之初的大白洞发生后,仍可能出现小爆发小白洞.而且,流入黑洞的物质命运究竟如何呢 是永远累积在无穷小的奇点中,直到宇宙毁灭,还是在另一个宇宙涌出呢
如果黑洞从有到无,那白洞就应从无到有.60年代的苏联科学家开始提出白洞的概念,科学家做了很多工作,但这概念不像黑洞这么通行,看来白洞似乎更虚幻了.问题是我们已经对引力场较为熟悉,从恒星,星系演化为黑洞有数理可循,但白洞靠什么来触发,目前却依然茫然无绪.无论如何宇宙至少触发过一次,所以白洞的研究显然与宇宙起源的研究更有密切的关系,因而白洞学说通常与宇宙学及结合起来.人们努力的方向不在于黑白洞相对的哲学辩论,而在于它的物理机制问题.从现有状态去推求终末,总容易些,相反的从现有状态去探索原始,难免茫无头绪.
(二)白洞起源:
白洞学说出现已有一段时间,1970年捷尔明便提出它们存于类星体,剧烈活动的星系中的可能性.相对论和宇宙论学者早已明白此学说的可能性,只是这与一般正统的宇宙观不同,较不易获得承认.某些理论认为,由于宇宙物体的激烈运动,或者星系一部喷出的高能小物体,它们遵守着克卜勒轨道运动.这是一种高度理想化的推测,亦即一个地方有几个白洞,在星系核心互相旋转,偶然喷出满天星斗.喷出的白洞演化成新星系.而从星系团的照片中可观察到一系列的星系由物质连接起来.这显示它们是由一连串剧烈喷射所形成的.照此来说,白洞可能会像阿米巴原虫一样分裂生殖,由分裂而形成星系.然而这又和目前的理论相违背.
从此看来,就是星系生成也有不同见解.有的天文学家便提出并接受宇宙之初便有不均匀物质的结块,而其中便包含了白洞.宇宙向最初奇点收缩,星系,星系群都同一动作,这当然和黑洞的奇点相似.宇宙的不同区域,其密度皆不同,收缩时首先在高密度的地方,达到了黑洞的临界密度,从此消失在事界之后,宇宙不断收缩,使不断出现高密奇点.宇宙成为大量黑洞及周围物质的集合体.然而事实上,宇宙是膨胀而非收缩的,因此它是白洞而不是黑洞.在宇宙整体性源始的大奇点中存在着密度高的小质点,它们随着膨胀向四面八方扩散,大白洞大量爆发生出小白洞.星系等不均匀物体,正是由它生成的.不均匀物体之所以易和黑洞拉上关系,皆是因为它和膨胀现状相对称的宇宙中局部收缩的过程.目前宇宙中黑洞和白洞的存在是并行不悖的,是过程的两个端点而已.黑洞奇点是物质末期塌缩的终点,白洞物质的奇点是星系的始端.只不过各过程不是同时,而是先后交错的.
(三)白洞的喷发:
有关于白洞的信息,目前并不多.所以我们对白洞的喷发并不十分了解.白洞的喷口的来历并不清楚,一如大爆发原因不明.奈里卡在1975年论述了许多使天文学家感觉困扰的问题和白洞的数学连系,这是相关重要的.在喷发中白洞存在的前提下.外部观测者可以探测到蓝移所致的不同辐射源的频谱.大爆发的初期状态所遵循的爱因斯坦宇宙论方程式同样可施于探索星系规模膨胀系统的未爆核状态,但奈理卡使用了方程式时结合了过程的物理项.白洞向外爆发的时间极短,这一瞬的过程当然很难说明,但白洞所产生的电磁辐射市可计算的.观测到的爆炸光谱的最大特征,是最初以高能辐射为主体,不久就显示出低能辐射.
辐射若是由白洞产生,这现像就很自然了辐射能愈高,蓝移也愈大,所以最初可见光也都移到紫外区了.他还计算了银河系中偶然的小规模爆发现象,说明了银河内小白洞随时爆发的可能性.例如短期间活动的银河内X-ray,剧烈的最高能量最先到达,其后能量下降,整体按幕函数递减在光谱中显示出来.这和白洞理论计算是一致的.各X-ray之间,光谱不尽相同,不过这差异可从白洞对自己产生的电磁辐射产生畸变说明.因为白洞内产生的辐射可能有黑体辐射(微波以下噪音),自由—自由辐射(带电粒子间相互作用产生),同步辐射(带电粒子在强磁中通过而产生)等不同形态.人造卫星偶然观测到的突发r射线,可以白洞影响说明;宇宙射线背景高能粒子的生成,也可以认定是白洞喷发的物体.
宇宙中真的有白洞存在吗
到目前为止,『白洞』还只是个理论名词,科学家并未实际发现. 在技术上,要发现黑洞,甚至超巨质量黑洞,都比发现白洞要容易的多.也许每一个黑洞都有一个对应的白洞 !.但就我所知,我们并不确定是否所有的超巨质量"洞"都是"黑"洞,也不确定白洞与黑洞是否应成对出现.但就重力的观点来看,在远距离观察时两者的特性则是相同的.
我们知道,由于黑洞拥有极强的引力,能将附近的任何物体一吸而尽,而且只进不出.如果,我们将黑洞当成一个『入口』,那么,应该就有一个只出不进的『出口』,就是所谓的『白洞』.黑洞和白洞间的通路,也有个专有名词,叫做『灰道』(即『虫洞』). 虽然白洞尚无发现,但在科学探索上,最美的事物之一就是许多理论上存在的事物,后来真的被人们发现或证实.因此,也许将来有一天,天文学家会真的发现白洞的存在喔!
黑洞与白洞相撞会如何
我想两者之有效质量会立即转化为重力辐射,但是事件地平面是否会消失则不确定.据我所了解,关于这个问题的解答尚未由超级计算机计算出来.如果您已经知道答案,不妨提供大家参考.
黑洞是一种很可怕的现象,就宇宙来讲,只要经过黑洞的物质体,包括光、任何的波,都会被黑洞所吸住而且无所遁形.连光都无法挑掉黑洞的吸引.也就是说,一 个黑洞可以把整个的太阳或者整个的恒星、行星整个的吸进来.而它的存在却是漂浮不定的,为什么会有黑洞的存在呢?除了我们刚所讲的恐惧的因素形成以外,其 实也因为这些黑洞的存在,造就另外一端的宇宙的存在.说真的,宇宙的黑洞是一种管道我们已经寻找了比原子还小的微型原初黑洞的光亮,我们已经看到了半径为10公里上下的恒星级黑洞的诞生,我们也已经同尺度像太阳系那么大的巨型黑洞打过了交道,只剩下一个问题要问：可能的最大黑洞是什么?答案是现代科学中的一个最惊人的设想：宇宙本身.
的连结,而这个连结串通了不同的宇宙.
或物质的最终结局不是化为能量而是成为无限的场?
发生在黑洞周围的有趣现象
在你阅读以下关于黑洞的复杂科学知识以前,先知道两个发生在黑洞周围的两个有趣现象.根据广义相对论,引力越强,时间越慢.引力越小,时间越快.我们的地球因为质量较小,从一个地方到另一个地方,引力变化不大,所以时间差距也不大.比如说,喜马拉亚山的顶部和山底只差几千亿之一秒.黑洞因为质量巨大,从一个地方到另一个地方,引力变化非常巨大,所以时间差距也巨大.如果喜马拉亚山处在黑洞周围,当一群登山运动员从山底出发,比如说他们所处的时间是2005年.当他们登顶后,他们发现山顶的时间是2000年.
另外一个有趣的现象是根据广义相对论,引力越强,时间越慢,物体的长度也缩小.假如银河系被一个黑洞所吸引,在被吸收的过程中,银河系会变成一个米粒大小的东西.银河系里的一切东西包括地球都按相同比例缩小.所以在地球上的人看来,银河系依旧是浩瀚无边.地球上的人依旧照常上班学习,跟他们在正常情况下一样.因为在他们看来,周围的人和物体和他们的大小比例关系不变.他们浑然不知这一切都发生一个米粒大的世界里.
旦因为黑洞周围引力巨大,任何物体都不能长时间待留.假如银河系被一个黑洞所吸引,地球上的人只有几妙的时间去体验第一个现象.
首先,对黑洞进行一下形象的说明:
黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引.黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心.黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故.我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞.据猜测,黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的.
再从物理学观点来解释一下:
黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脱离.对于地球来说,以第二宇宙速度（11.2km/s）来飞行就可以逃离地球,但是对于黑洞来说,它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以连光都跑不出来,于是射进去的光没有反射回来,我们的眼睛就看不到任何东西,只是黑色一片.
因为黑洞是不可见的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在.如果真的存在,它们到底在哪里?
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,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球.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,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质.任何靠近它的物体都会被它吸进去,黑洞就变得像真空吸尘器一样
为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论广义相对论.广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于黑洞.爱因斯坦在1916年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变.简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动.
让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的.首先,考虑时间（空间的三维是长、宽、高）是现实世界中的第四维（虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以尽力去想象）.其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面.
爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲.我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景：石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的,但其中央仍稍有下凹.如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床面下沉得更多.事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害.
同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变.正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多.
如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进.反之,如果它经过一个下凹的地方 ,则它的路径呈弧形.同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进.
现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响.设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞.自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷,还可能使床面发生断裂.类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙结构将被撕裂.这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点.
现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去.正如一个滚过弹簧床面的网球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获.而且,若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量.
我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西.但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量.著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其周围环境要高一些的温度.依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量,同样黑洞也不例外.一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为：霍金辐射.黑洞散尽所有能量就会消失.
处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的一切.1969年,美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”.
我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见.在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的.但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑.通过科学家的观测,黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑.霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律.而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中.一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们.
霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现.其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样.对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样.
所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光子.
根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律.当物体失去能量时,同时也会失去质量.黑洞同样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了.霍金预言,黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量.
但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演.事实上,黑洞爆炸后,释放的能量非常大,很有可能对身体是有害的.而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过100亿至200亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然.所谓“黑洞”,就是这样一种天体：它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来.
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲.当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出.而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面.
等恒星的半径小于一特定值（天文学上叫“施瓦西半径”）时,就连垂直表面发射的光都被捕获了.到这时,恒星就变成了黑洞.说它“黑”,是指任何物质一旦掉进去,就再不能逃出,包括光.实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到.
黑洞的形成
跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的.
当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢）,由中心产生的能量已经不多了.这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量.所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡.
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星.而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量.如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩.
这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很小、密度趋向很大.而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了.
白洞是什么
简单来说,白洞可以说是时间呈现反转的黑洞,进入黑洞的物质,最后应会从白洞出来,出现在另外一个宇宙.由于具有和「黑」洞完全相反的性质,所以叫做「白」洞.目前天文学家已经实际找到黑洞,锥床⑽凑嬲⑾?还只是个理论上的名词.
(一)白洞导论:
黑洞作为一个发展终极,必然引致另一个终极,就是白洞.其实膨胀的大爆发宇宙论中,早就碰到了原初火球的奇点问题,这个问题其实一直困扰着科学家们.这个奇点的最大质量与密度和黑洞的奇点是相似的,但他们的活动机制却恰恰相反.高能量超密物质的发现,显示黑洞存在的可能,自然也显示白洞存在的可能.如果宇宙物质按不同的路径和时间走到终极,那么也可能按不同的时间和路径从原始出发,亦即在大爆发之初的大白洞发生后,仍可能出现小爆发小白洞.而且,流入黑洞的物质命运究竟如何呢 是永远累积在无穷小的奇点中,直到宇宙毁灭,还是在另一个宇宙涌出呢
如果黑洞从有到无,那白洞就应从无到有.60年代的苏联科学家开始提出白洞的概念,科学家做了很多工作,但这概念不像黑洞这么通行,看来白洞似乎更虚幻了.问题是我们已经对引力场较为熟悉,从恒星,星系演化为黑洞有数理可循,但白洞靠什么来触发,目前却依然茫然无绪.无论如何宇宙至少触发过一次,所以白洞的研究显然与宇宙起源的研究更有密切的关系,因而白洞学说通常与宇宙学及结合起来.人们努力的方向不在于黑白洞相对的哲学辩论,而在于它的物理机制问题.从现有状态去推求终末,总容易些,相反的从现有状态去探索原始,难免茫无头绪.
(二)白洞起源:
白洞学说出现已有一段时间,1970年捷尔明便提出它们存于类星体,剧烈活动的星系中的可能性.相对论和宇宙论学者早已明白此学说的可能性,只是这与一般正统的宇宙观不同,较不易获得承认.某些理论认为,由于宇宙物体的激烈运动,或者星系一部喷出的高能小物体,它们遵守着克卜勒轨道运动.这是一种高度理想化的推测,亦即一个地方有几个白洞,在星系核心互相旋转,偶然喷出满天星斗.喷出的白洞演化成新星系.而从星系团的照片中可观察到一系列的星系由物质连接起来.这显示它们是由一连串剧烈喷射所形成的.照此来说,白洞可能会像阿米巴原虫一样分裂生殖,由分裂而形成星系.然而这又和目前的理论相违背.
从此看来,就是星系生成也有不同见解.有的天文学家便提出并接受宇宙之初便有不均匀物质的结块,而其中便包含了白洞.宇宙向最初奇点收缩,星系,星系群都同一动作,这当然和黑洞的奇点相似.宇宙的不同区域,其密度皆不同,收缩时首先在高密度的地方,达到了黑洞的临界密度,从此消失在事界之后,宇宙不断收缩,使不断出现高密奇点.宇宙成为大量黑洞及周围物质的集合体.然而事实上,宇宙是膨胀而非收缩的,因此它是白洞而不是黑洞.在宇宙整体性源始的大奇点中存在着密度高的小质点,它们随着膨胀向四面八方扩散,大白洞大量爆发生出小白洞.星系等不均匀物体,正是由它生成的.不均匀物体之所以易和黑洞拉上关系,皆是因为它和膨胀现状相对称的宇宙中局部收缩的过程.目前宇宙中黑洞和白洞的存在是并行不悖的,是过程的两个端点而已.黑洞奇点是物质末期塌缩的终点,白洞物质的奇点是星系的始端.只不过各过程不是同时,而是先后交错的.
(三)白洞的喷发:
有关于白洞的信息,目前并不多.所以我们对白洞的喷发并不十分了解.白洞的喷口的来历并不清楚,一如大爆发原因不明.奈里卡在1975年论述了许多使天文学家感觉困扰的问题和白洞的数学连系,这是相关重要的.在喷发中白洞存在的前提下.外部观测者可以探测到蓝移所致的不同辐射源的频谱.大爆发的初期状态所遵循的爱因斯坦宇宙论方程式同样可施于探索星系规模膨胀系统的未爆核状态,但奈理卡使用了方程式时结合了过程的物理项.白洞向外爆发的时间极短,这一瞬的过程当然很难说明,但白洞所产生的电磁辐射市可计算的.观测到的爆炸光谱的最大特征,是最初以高能辐射为主体,不久就显示出低能辐射.
辐射若是由白洞产生,这现像就很自然了辐射能愈高,蓝移也愈大,所以最初可见光也都移到紫外区了.他还计算了银河系中偶然的小规模爆发现象,说明了银河内小白洞随时爆发的可能性.例如短期间活动的银河内X-ray,剧烈的最高能量最先到达,其后能量下降,整体按幕函数递减在光谱中显示出来.这和白洞理论计算是一致的.各X-ray之间,光谱不尽相同,不过这差异可从白洞对自己产生的电磁辐射产生畸变说明.因为白洞内产生的辐射可能有黑体辐射(微波以下噪音),自由—自由辐射(带电粒子间相互作用产生),同步辐射(带电粒子在强磁中通过而产生)等不同形态.人造卫星偶然观测到的突发r射线,可以白洞影响说明;宇宙射线背景高能粒子的生成,也可以认定是白洞喷发的物体.
宇宙中真的有白洞存在吗
到目前为止,『白洞』还只是个理论名词,科学家并未实际发现. 在技术上,要发现黑洞,甚至超巨质量黑洞,都比发现白洞要容易的多.也许每一个黑洞都有一个对应的白洞 !.但就我所知,我们并不确定是否所有的超巨质量"洞"都是"黑"洞,也不确定白洞与黑洞是否应成对出现.但就重力的观点来看,在远距离观察时两者的特性则是相同的.
我们知道,由于黑洞拥有极强的引力,能将附近的任何物体一吸而尽,而且只进不出.如果,我们将黑洞当成一个『入口』,那么,应该就有一个只出不进的『出口』,就是所谓的『白洞』.黑洞和白洞间的通路,也有个专有名词,叫做『灰道』(即『虫洞』). 虽然白洞尚无发现,但在科学探索上,最美的事物之一就是许多理论上存在的事物,后来真的被人们发现或证实.因此,也许将来有一天,天文学家会真的发现白洞的存在喔!
黑洞与白洞相撞会如何
我想两者之有效质量会立即转化为重力辐射,但是事件地平面是否会消失则不确定.据我所了解,关于这个问题的解答尚未由超级计算机计算出来.如果您已经知道答案,不妨提供大家参考.
黑洞是一种很可怕的现象,就宇宙来讲,只要经过黑洞的物质体,包括光、任何的波,都会被黑洞所吸住而且无所遁形.连光都无法挑掉黑洞的吸引.也就是说,一 个黑洞可以把整个的太阳或者整个的恒星、行星整个的吸进来.而它的存在却是漂浮不定的,为什么会有黑洞的存在呢?除了我们刚所讲的恐惧的因素形成以外,其 实也因为这些黑洞的存在,造就另外一端的宇宙的存在.说真的,宇宙的黑洞是一种管道我们已经寻找了比原子还小的微型原初黑洞的光亮,我们已经看到了半径为10公里上下的恒星级黑洞的诞生,我们也已经同尺度像太阳系那么大的巨型黑洞打过了交道,只剩下一个问题要问：可能的最大黑洞是什么?答案是现代科学中的一个最惊人的设想：宇宙本身.
的连结,而这个连结串通了不同的宇宙.