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銀河系中心黑洞01:33
黑洞hēi dòng
時空曲率大到光都無法逃脫的天體
本詞條是多義詞，共27個義項
科普我國 | 本詞條由“科普我國”科學百科詞條編寫與使用作業項目審理
審理專家 王豪杰
黑洞是現代廣義相對論中，存在于世界空間中的一種天體。黑洞的引力極點強壯，使得視界內的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是時空曲率大到光都無法從其事情視界逃脫的天體”。123
1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西經過核算得到了愛因斯坦場方程的一個真空解，這個解標明，假如一個靜態球對稱星體實踐半徑小于一個定值，其周圍會產生奇特的現象，即存在一個界面——“視界”，一旦進入這個界面，即便光也無法逃脫。這個定值稱作史瓦西半徑，這種“不行思議的天體”被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。
黑洞無法直接觀測，但能夠借由直接方法得知其存在與質量，并且觀測到它對其他事物的影響。借由物體被吸入之前的因黑洞引力帶來的加速度導致的沖突而放出x射線和γ射線的“邊際消息”，可以獲取黑洞存在的消息。推測出黑洞的存在也可借由直接觀測恒星或星際云氣團繞行軌道，還能夠取得方位以及質量。
北京時間2019年4月10日21時，人類首張黑洞相片問世，45該黑洞坐落室女座一個巨橢圓星系M87的中心，間隔地球5500萬光年，質量約為太陽的65億倍。它的中心區域存在一個暗影，周圍盤繞一個新月狀光環。愛因斯坦廣義相對論被證明在極點條件下依然建立。6
中文名
黑洞
外文名
Black Hole
學科
廣義相對論，天體物理學，黑洞熱力學
分類
史瓦西黑洞，RN黑洞，克爾黑洞，KN黑洞
鴻溝
事情視界，無限紅移面，動力學視界
快速
導航
表現形式分類特色探究前史專家研討世界紀錄
演化進程
兩個彼此吞噬的黑洞
黑洞由中心的一個由黎曼曲率張量動身構建的標量多項式在趨向此處發散的奇點和周圍的時空組成，其鴻溝為只進不出的單向膜：事情視界，事情視界的規模之內不行見。依據愛因斯坦的廣義相對論，當一顆病篤恒星潰散，它將向中心塌縮，這兒將成為黑洞，吞噬鄰近世界區域的一切光線和任何物質。
黑洞的產生進程相似于中子星的產生進程：某一個恒星在預備消亡，中心在本身重力的效果下迅速地縮短，陷落，產生強力爆破。當中心中一切的物質都變成中子時縮短進程當即中止，被緊縮成一個密實的星體，一起也緊縮了內部的空間和時間。但在黑洞狀況下，由于恒星中心的質量大到使縮短進程無休止地進行下去，連中子間的排斥力也無法阻撓。中子本身在揉捏引力本身的吸引下被碾為粉末，剩下來的是一個密度高到不行思議的物質。由于高質量而產生的引力，使得任何挨近它的物體都會被它吸進去。7
也能夠簡略理解為：一般恒星開端只含氫元素，恒星內部的氫原子核時間彼此磕碰，產生聚變。由于恒星質量很大，聚變產生的能量與恒星萬有引力抗衡，以保持恒星結構的安穩。由于氫原子核的聚變產生新的元素——氦元素，接著，氦原子也參加聚變，改動結構，生成鋰元素。如此類推，依照元素周期表的次序，會順次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成，直至鐵元素生成，該恒星便會崩塌。這是由于鐵元素適當安穩，參加聚變時開釋的能量小于所需能量，因此聚變中止，而鐵元素存在于恒星內部，導致恒星內部不具有滿足的能量與質量巨大的恒星的萬有引力抗衡，然后引發恒星崩塌，終究構成黑洞。說它“黑”，是由于它產生的引力使得它周圍的光都無法逃逸。跟中子星相同，黑洞也是由質量大于太陽質量好幾十乃至幾百倍以上的恒星演化而來的。
當一顆恒星變老時，它的熱核反應現已耗盡了中心的燃料，由中心產生的能量現已不多了。這樣，它再也沒有滿足的力氣來承擔起外殼巨大的分量。所以在外殼的重壓之下，中心開端坍縮，物質將不行阻撓地向著中心點進軍，直到最終構成體積挨近無限小、密度簡直無限大的星體。而當它的半徑一旦縮短到必定程度（必定小于史瓦西半徑），質量導致的時空歪曲就使得即便光也無法向外射出——“黑洞”就誕生了。
吸積
黑洞一般是由于它們靠攏周圍的氣體產生輻射而被發現的，這一進程被稱為吸積。高溫氣體輻射熱能的功率會嚴重影響吸積流的幾許與動力學特性。已觀測到了輻射功率較高的薄盤以及輻射功率較低的厚盤。當吸積氣體挨近中心黑洞時，它們產生的輻射對黑洞的自轉所以中心延展物質體系的活動。吸積是天體物理中最遍及的進程之一，并且也正是由于吸積才構成了咱們周圍許多常見的結構。在世界前期，當氣體朝由暗物質構成的引力勢阱中心活動時構成了星系。恒星是由氣體云在其本身引力效果下坍縮碎裂，然后經過吸積周圍氣體而構成的。行星（包含地球）也是在新構成的恒星周圍經過氣體和巖石的調集而構成的。當中心天體是一個黑洞時，吸積就會展現出它最為壯麗的一面。黑洞除了吸積物質之外，還經過霍金蒸騰進程向外輻射粒子。
假如你被黑洞吸入了會產生什么？
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u200b黑洞不僅能炸毀恒星，還能令其重燃生命
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100種文科生眼中的世界與黑洞
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黑洞拉伸，撕裂并吞噬恒星
蒸騰
由于黑洞的密度極大，依據公式咱們能夠知道密度=質量/體積，為了讓黑洞密度無限大，而黑洞的質量不變，那就闡明黑洞的體積要無限小，這樣才干成為黑洞。黑洞是由一些恒星“消亡”后所構成的死星，它的質量極大，體積極小。但黑洞也有消亡的那天，依照霍金的理論，在量子物理中，有一種名為“地道效應”的現象，即一個粒子的場強散布盡管盡或許讓能量低的當地較強，但即便在能量適當高的當地，場強仍會有散布，關于黑洞的鴻溝來說，這便是一堵能量適當高的勢壘，可是粒子仍有或許出去。
霍金還證明，每個黑洞都有必定的溫度，并且溫度的凹凸與黑洞的質量成反比例。也便是說，大黑洞溫度低，蒸騰也弱小；小黑洞的溫度高蒸騰也激烈，相似劇烈的迸發。適當于一個太陽質量的黑洞，大約要1×10^66年才干蒸騰殆盡；適當于一顆小行星質量的黑洞會在1×10-21秒內蒸騰得干干凈凈。1
天文學家初次觀測到一個黑洞“打了兩次嗝”
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人假如掉進黑洞會怎樣？
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消滅
黑洞會宣布耀眼的光輝，體積會縮小，乃至會爆破，會噴發物體，宣布耀眼的光輝。當英國物理學家斯蒂芬·威廉·霍金于1974年做此預言時，整個科學界為之轟動。
霍金的理論是受創意分配的思想的騰躍，他結合了廣義相對論和量子理論，他發現黑洞周圍的引力場開釋出能量，一起耗費黑洞的能量和質量。
恒星被黑洞吞噬
假定一對粒子會在任何時間、任何地址被創生，被創生的粒子便是正粒子與反粒子，而假如這一創生進程產生在黑洞鄰近的話就會有兩種狀況產生：兩粒子湮滅、一個粒子被吸入黑洞。“一個粒子被吸入黑洞”這一狀況：在黑洞鄰近創生的一對粒子其間一個反粒子會被吸入黑洞，而正粒子會逃逸，由于能量不能隨便創生，咱們設反粒子帶著負能量，正粒子帶著正能量，而反粒子的一切運動進程能夠視為是一個正粒子的為之相反的運動進程，如一個反粒子被吸入黑洞可視為一個正粒子從黑洞逃逸。這一狀況便是一個帶著著從黑洞里來的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的總能量少了，而愛因斯坦的質能方程E=mc2標明，能量的丟失會導致質量的丟失。
當黑洞的質量越來越小時，它的溫度會越來越高。這樣，當黑洞丟失質量時，它的溫度和發射率添加，因此它的質量丟失得更快。這種“霍金輻射”對大多數黑洞來說能夠忽略不計，由于大黑洞輻射的比較慢，而小黑洞則以極高的速度輻射能量，直到黑洞的爆破。
表現形式
據英國媒體報導，一項新的理論指出黑洞的逝世方法或許是以轉變為白洞的方法進行的。理論上來說，白洞在行為上恰好是黑洞的不和——黑洞不斷吞噬物質，而白洞則不斷向外噴發物質。 這一發現最早是由英國某雜志網站報導的，其理論依據是不流暢的量子引力理論。8
引力強壯的黑洞。
恒星的時空歪曲改動了光線的途徑，使之和原先沒有恒星狀況下的途徑不相同。光在恒星外表鄰近略微向內偏折，在日食時調查遠處恒星宣布的光線，能夠看到這種偏折現象。當該恒星向內崩塌時，其質量導致的時空歪曲變得很強，光線向內偏折得也更強，然后使得光子從恒星逃逸變得更為困難。關于在遠處的調查者而言，光線變得更暗淡更紅。最終，當這恒星縮短到某一臨界半徑（史瓦西半徑）時，其質量導致時空歪曲變得如此之強，使得光向內偏折得也如此之強，以至于光也逃逸不出去 。這樣，假如光都逃逸不出來，其他東西更不行能逃逸，都會被拉回去。也便是說，存在一個事情的調集或時空區域，光或任何東西都不行能從該區域逃逸而抵達遠處的調查者，這樣的區域稱作黑洞。將其鴻溝稱作事情視界，它和剛好不能從黑洞逃逸的光線的軌道相重合。

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