太阳能光伏公司排名:什么是黑洞

在用量子力学考虑大爆炸奇点之前，我们先看看另一个在广义相对论框架下的奇点——黑洞。

我们都知道逃逸速度。星体所产生的引力场（和星体的质量及密度有关）越大，从其表面逃逸所需的极限速度
就越大。如果这个引力场大到某个极限，使以光速运动的物体也不能挣脱它的束缚而逃逸，那么我们将无法观察到
这个星体，仅能感受到它的引力效应……这就是在200 年前对黑洞的最初定义。被屏蔽广告]
实际上，对于光不能象对待普通物体那样考虑，因为普通物体在上抛的过程中速度逐渐变慢，并最终落回地面，
而光是以不变的速率前进的。因此必须以广义相对论的观点重新解释黑洞现象，也就是：

光由于强大的引力场造成的空间——时间扭曲，而被强烈地折弯并回到星体表面，不能从其表面逃逸。

黑洞是一个空间——时间区域，它的最外围是光所能从黑洞向外到达的最远距离，这个边界称为“事件视界”。

它如同一个单向的膜，只允许物质穿过视界并落到黑洞里去，但没有任何物质能够从里面出来！

那么黑洞是如何形成的呢？让我们先从恒星的生命周期说起。宇宙早期的星云物质——绝大部分是氢的极其稀
薄的气体——由于自身的引力作用而收缩成恒星。由于收缩过程中气体原子相互碰撞的频率和速度越来越高，导致
气体温度上升并最终使恒星发光。当温度如此之高，以致于氢原子碰撞后不再离开而是聚合成氦，这被称为“热核
聚变”。聚变释放出的巨大能量使恒星气体的压力进一步升高，并达到足以平衡恒星内部引力的程度，于是恒星的
收缩停止下来，并在相当长的时间里稳定地燃烧。当恒星耗尽了这些氢之后，由于核反应的减弱而开始变冷，恒星
气体的压力不足以抵抗自身引力的而导致恒星重新开始收缩。恒星中的氦元素发生聚变形成碳或氧之类较重的元素。

这就是我们前面所提到的“黑洞奇点”。

事实上存在着这样一种情形：超过强德拉塞卡极限的恒星在耗尽自己的燃料时，它们可能会在被称为“超新星
爆发”的巨大爆炸中抛出大量的物质，使自己降到极限质量之下从而避免坍缩。但这不可能总是发生，即使总是发
生，那么如果将额外的物质加在白矮星或中子星上，结果又将这样呢？

科学家们感到震惊，他们无法相信这一理论并对它怀有敌意。他们纷纷撰文试图证明恒星的体积不会收缩到零，
这其中也包括爱因斯坦。

但是，史蒂芬。霍金和罗杰。彭罗斯于1965和1970年的研究指出，如果广义相对论是正确的话，那么在黑洞中
必然存在着无限大密度和空间——时间曲率的奇点。这个奇点和大爆炸类似，是一切事件的终结之处，科学定律可
预见性都将失效。

我们用广义相对论来描述和理解一下黑洞。当恒星坍缩时，恒星发出的光波被强烈的红移。当恒星收缩到它的
临界半径时，它发出的引力场是如此之强，使得光波被散开到无限长的时间间隔内。在黑洞外的观察者则会看到，
恒星发出的光越来越红，越来越淡，最终再也看不到这颗恒星了。这是一个名副其实的黑的“洞”！

　　黑洞是一种非常神秘的天体。它的体积很小，但密度却大得惊人，每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。由于它的密度大，所以引力也特别强大。不管什么东西，只要被它吸进去，就别想“爬”出来，连跑得最快的光也逃脱不掉黑洞的巨大引力。

　　由于黑洞本身不发光，所以用任何强大的望远镜都看不见黑洞。尽管如此，大多数科学家仍相信，宇宙中有着许许多多黑洞。当大质量的恒星演化到晚年，经过超新星爆发，就有可能坍缩成黑洞。在宇宙早期，也会形成一些小黑洞。小黑洞的体积只有原子核那么大，质量和一座山差不多，达到上亿吨，里面蕴藏的能量相当于10个大型的发电站。

　　黑洞就像一个谜，没有人能看见它。但黑洞强大的吸引力会影响它附近的天体，这些天体在被黑洞吸引、吞没的过程中，会发射出X射线或γ射线，而一旦落入黑洞，便无影无踪。科学家就是通过观测这些射线，发现了黑洞的蛛丝马迹。例如，天鹅座X—1的伴星可能就是一个黑洞。还有科学家认为，银河系的中心也存在一个巨大的黑洞。

　1916年广义相对论出现不久，卡尔.史瓦西（karl schwarzchild）就求出了用以描述时空的爱因斯坦方程的一个十分有用的解。该解作为时空的一种可能的形状，可以用来描述一个球对称的、不带电、无自旋的物体（可能也可用于近似描述如地球和太阳等缓慢自旋的物体）之外的引力场。其原理就和当你想研究地表之外的牛顿引力而将地球视为质点一样。
　　这个解很象一个“公制”。它和将毕达哥拉斯公式加以归纳以给出平面上线段长度一样，此“公制”可以作为获取时空中曲线段“长度”的公式。物体沿时间（“时间的坐标轴”）运动的曲线的长度如果用此公式计算，就恰是该运动物体所经历的时间。公式的最终形式取决于你选择用来描述事物的坐标系。公式可以因坐标不同而变形，但象时空弯曲这样的物理量却不会受影响。史瓦西用坐标的术语表述了它的“公制”概念：在距离物体很远的地方，近似于一个带有一条用以表示时间的附加t轴的球坐标，另一个坐标r用作该处的球坐标半径；而更远的地方，它只给出物体的距离。
　　然而当球坐标很小的时候，这个解开始变得奇怪起来。在r=0的中心处有一个“奇点”，那里的时空弯曲是无限的；围绕该点的区域内，球坐标的负方向实际成为时间（而非空间）的方向。任何处于这个范围内的事物，包括光，都会为潮汐力扯碎并被强迫坠向奇点。这个区域被一个史瓦西坐标消失的面与宇宙的其他部分分离开来。当然该处的时空弯曲没有任何问题（这个球面半径被称作史瓦西半径，稍后就会发现史瓦西坐标并未消失。它是一个人为的坐标，这个问题有点象定义北极点的经度时所遇到的问题。史瓦西半径的物理意义不在于该处的坐标问题，而在于其内的方向变为时间方向这一事实）。
　　当时的人们并未为此担心，因为所有已知的物体的密度都达不到使这个内部区域扩大到物体之外的程度，即对于所有已知情况，史瓦西解的这个奇怪部分都不适用。阿瑟.斯坦雷.爱丁顿（arthur stanley eddington）曾考虑过一颗死亡的恒星坍塌后可能达到这个密度，但从审美的角度出发不太愉快地将其抛弃了，并人为应该有新的理论补充进来。1939年欧文海默（oppenheimer）和施内德（snyder）最终严肃地提出比太阳质量稍大几倍的恒星在其声明的末期可能会坍缩到这种状态。
　　一旦一颗恒星的坍缩超过史瓦西坐标消失的球面（称为不带电、无自旋物体史瓦西半径或“视界”）它就不可避免地继续坍缩下去。同你无法停住时间的车轮一样，它将一直坍缩至奇点。没有任何进入那个区域的东西可以幸免，至少在这个简单的例子中是如此。视界是一个有去无回的转折点。
　　1971年约翰.阿奇贝尔德.威勒（john archibald wheeler）命名这样的事物为“黑洞”，因为光无法从中逃 逸。基于许多证据，天文学家有许多他们认为可能是黑洞的候选天体（其证据是：它们的巨大质量可以从其 对其他物体的相互作用中得到；并且有时它们会发出x射线，这被认为是正在坠入其中的物质发出的）。但 我们这里所讲述的黑洞的性质纯属理论，它们基于广义相对论――一个目前尚被证明为正确的理论。

黑洞不存在

据印度报业托拉斯报道，英国剑桥大学的物理学教授斯蒂芬-霍金是现代宇宙黑洞学说的奠基人，被人们誉为当代的爱因斯坦。

　　30多年来，霍金和他的追随者们一直认为，部分巨型恒星大爆炸产生了宇宙黑洞，而且，黑洞可以将不慎跌入其中的所有物质吞噬殆尽，就连光和其它宇宙信息也无法逃脱黑洞吞噬的“厄运”。

　　然而，有一位印度理论物理学家却对霍金的这一开创性理论提出了质疑，他就是设在印度第一大城市孟买的巴巴原子研究中心的物理学家阿布哈斯-米特拉。米特拉认为，宇宙黑洞根本不可能存在。

　　早在4年前，米特拉就在《物理基金快报》杂志上发表了一篇关于质疑黑洞理论的论文。米特拉在这篇引起颇多争议的论文中指出，霍金的黑洞理论存在着明显的缺陷，宇宙黑洞是不可能存在的，因为霍金所阐述的黑洞的形状和存在方式与爱因斯坦的广义相对论根本不相符合。

　　米特拉的论文发表后，除少数一些学界人士表示赞同外，大多数主流科学家对他的观点表示不屑一顾。直到现在，仍然没有哪一位科学家撰写论文与米特拉进行辩论。出于学术考虑，米特拉特意邀请包括霍金本人、贾延特-纳里卡尔等在内的著名黑洞理论学家对他的论文发表意见，但没有一人接他的招。

　　岁月不断流逝，霍金的黑洞理论终于被他本人推翻了。2004年7月中下旬，霍金在爱尔兰首都都柏林召开的一次学术会议上自己承认，“从绝对意义上说”，黑洞是根本不存在的。

　　至此，敢于向权威物理理论学家提出质疑的印度物理学家米特拉被证明是正确的；从另外一种意义上说，米特拉战胜了霍金

用广义相对论,楼上解释得很好了.从热力学角度解释,黑洞是引力场熵增加的极限.引力场中的物质都成为黑洞后,热量就不再流动,也就是热寂

高密度物质团 把一部分时空扭曲出宇宙了