发信人: YW()
整理人: vanes(1999-02-15 14:43:22), 站内信件
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补充一些黑洞的知识(不是抄来的)
1. 恒星的崩塌. 黑洞是由恒星崩塌而成的, 这大家都听过, 可是恒星为什么 会崩塌呢? 因为恒星本来就会崩塌的, 巨大的质量使它有巨大的引力场, 巨大的引力场会把一切东西压向它的中心. 而为什么现在大多数的恒星 没有崩塌呢? 因为它们现在正在进行核聚变反应, 这使它们发光发热和 产生巨大能量去抵抗崩塌. 所以, 假如可以参加核聚变反应的原料用完了, 恒星就一定会崩塌了.
2. 物质被吸入黑洞时的情形, 黑洞的引力非常巨大, 假如一个物体进入黑洞 的引力场 物体各部分受到的引力是不一样的, 当然是靠近黑洞中心一头受 到的引力会大些, 可是黑洞的引力太大了, 这由物体的长度产生的引力差距 就已经有足够的力量把物体撕碎. 把它拉成两半. 然后这两半会继续被 撕碎. 一直这样细分下去, 最后一直到原子, 原子核, 电子, 黑洞的引力 如此之大, 会连这些基本粒子包括质子,中子, 电子都被撕碎. 最后会被 撕碎到一个怎么样的程度, 是超出我们的知识范围的.
3. 如何观测到黑洞. 没有任何东西可以从黑洞出来, 包括光和X射线. 这是对 的, 可是我们事实上已经发现了黑洞, 是如何发现呢? 我们观测不到黑洞, 可是我们可以观测到正在被黑洞吸进去的东西. 黑洞一般会不停地吸收旁边 的一颗恒星的物质, 并且吸引该恒星围绕它旋转, 我们假如观测到一个恒星 的物质正在被吸引出去, 通过测量该恒星围绕黑洞旋转的速度和半径, 就 可以测量出黑洞的质量和引力, 假如我们发现了这么一个引力中心,而且观测 不到这引力中心发射出来的任何东西, 包括光和X射线, 那么它就是黑洞.
【 在 vanes (马来熊) 的大作中提到: 】 : 1916年广义相对论出现不久,卡尔.史瓦西(KarlSchwarzchild)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(ArthurStanleyEddington) : 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 ArchibaldWheeler)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。 :
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