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關于黑洞的2000字說明文

說明文 時間:2021-08-31 手機版

  黑洞(Blackhole)是根據現代的廣義相對論所預言的,在宇宙空間中存在的一種質量相當大的天體。黑洞是由質量足夠大的恒星在核聚變反應的燃料耗盡而死亡后,發生引力坍縮而形成。黑洞的質量是如此之大,它產生的引力場是如此之強,以致于任何物質和輻射都無法逃逸,就連光也逃逸不出來。由于類似熱力學上完全不反射光線的黑體,故名為黑洞。在黑洞的周圍,是一個無法偵測的事件視界,標志著無法返回的臨界點。

  黑洞的形成:當大質量天體演化末期,其坍縮核心的質量超過太陽質量的3。2倍時,由于沒有能夠對抗引力的斥力,核心坍塌將無限進行下去,從而形成黑洞。(核心小于1。4個太陽質量的,會變成白矮星;介于兩者之間的,形成中子星)。在絕大部分星系的中心,包括銀河系,都存在超大質量黑洞,它們的質量從數百萬個直到數百億個太陽。

  愛因斯坦的廣義相對論預測有黑洞解。其中最簡單的球對稱解為史瓦西度規。這是由卡爾·史瓦西于1915年發現的愛因斯坦方程的解。

  根據史瓦西解,如果一個引力天體的半徑小于一個特定值,天體將會發生坍塌,這個半徑就叫做史瓦西半徑。在這個半徑以下的天體,其中的時空嚴重彎曲,從而使其發射的所有射線,無論是來自什么方向的,都將被吸引入這個天體的中心。因為相對論指出在任何慣性座標中,物質的速率都不可能超越真空中的光速,在史瓦西半徑以下的天體的任何物質,都將塌陷于中心部分。一個有理論上無限密度組成的點組成引力奇點(gravitationalsingularity)。由于在史瓦西半徑內連光線都不能逃出黑洞,所以一個典型的黑洞確實是絕對“黑”的。

  史瓦西半徑由下面式子給出:G是萬有引力常數,M是天體的質量,c是光速。對于一個與地球質量相等的天體,其史瓦西半徑僅有9毫米。


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