黑洞的意思
黑洞是什么意思?
通俗来讲
根据科学家们说的,一个物体,在宇宙空间里,它的质量越大,体积越小,那么它的引力就越大
引力大了以后则会将附近的东西都吸到它身上去
如果吸上去的东西都是比较脆的,那便会禁受不住强大的引力而坍塌粉碎,于是该物体便产生了一种情况:质量增加了许多,而体积没怎么改变
在这种情况下,该物体的引力就会放大许多,以此类推
……
直到他的引力已经放大到了某一个程度,
这个程度,则是使得每一个被他吸引过去的物体都会以超过光速的速度飞向它
光追赶不上被吸过去的物体,照射不到它,所以我们只能看到黑乎乎的一片
宇宙如果是无限大的话,黑洞核心就能够无限小,因为它在永无止境的吸引着靠近它的物质,永无止境的增加着自己的引力,永无止境的将自身压缩
那么,无限小的尽头是否又是无限大之外呢?
这是否和莱茵瓶一样呢?
我们的宇宙只是一个次元,是否还有另一个次元,存在于无限大与无限小之外?
黑洞的含义是什么
黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了. (现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见) 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,它的第三宇宙速度之大,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。
宇宙中的黑洞是什么意思?
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。
黑洞的含义?
宇宙黑洞包括物理黑洞和暗能量黑洞两种。
物理黑洞有巨大的质量,但暗能量黑洞只有巨大的暗能量而没有巨大的质量。目前每个星系中心的黑洞都是暗能量黑洞。
暗能量黑洞的引力与它内部的暗能量和它的旋转速度的乘积成正比,与它的体积成反比。 1.宇宙黑洞的研究现状 天文学家通过长期观测发现,在宇宙中有一些引力非常大却又看不到任何天体的区域,称之为黑洞。
黑洞是位居宇宙空间和时间构造中的一些深不见底的类似井状的东西,具有极大的吸引力,包括光在内的任何物体都无法逃脱被吸入的命运。这就使得人们对于黑洞的研究变得异常困难:它既不向外散发能量,也不表现出任何形式的能量,人们根本无法看到它。
因此,人们对于黑洞的研究就象是对一种看不见的东西进行研究。 科学家们认为,黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,当一颗质量相当大的星体核能(氢)耗尽后,没有辐射压力去抵抗重力,平衡态不再存在时,这个星体将全面塌缩。
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。根据科学家的计算,当中子星的总质量超过三倍太阳的质量时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。
若其质量仍大于3个太阳质量时,那么连中子的气体压力也不能平衡重力,星体将继续塌缩至它的重力半径范围之内。这时,引力之大足以使一切粒子,包括光子,都被引回星体本身,不能外逸,就形成了引力极强的黑洞。
黑洞可以吞噬附近的一切物质,它先将物质吸引到附近围绕它们高速旋转;随着转速的加快,物质变为炙热的等离子体,并逐渐靠近黑洞旋转中心;当它们最终接近黑洞时,就会被吞噬。 通常,黑洞是无法被发现的,但是也有例外:如果在它附近有气团,则会产生飞向黑洞的气流,于是气流也暴露了黑洞的位置。
众所周知,在压缩时气体物质会被加热到几百万度,同时产生强烈的X射线辐射。用X射线观测望远镜就可以探测到黑洞的存在。
2004年,著名的“钱德拉”X射线观测望远镜发现了一颗巨大黑洞的X射线,并将其命名为“SDSSpJ306”,它位于距离我们地球26亿光年的MS0735星团。天文学家通过对这些X射线和其所在星系的重力影响一起进行检测,推测它“出生”于127亿年前———而宇宙大爆炸发生在137亿年前。
这说明,黑洞与星系同时演化,两者谁也不会单独主导早期宇宙中星体的快速诞生。 在此次观测中,天文学家们还在处于星系中心的“SDSSpJ306”黑洞的周围发现了许多新生星体,而且更多的星体正在形成之中。
该发现给新出现的星系形成演化理论提供了重要的直接证据。 科学家们认为,黑洞是有质量的。
黑洞一般被旋转的热气体圆盘所包围,这些热气体在以螺旋运动逐渐被黑洞吸收时会发出大量的电磁辐射。黑洞附近发光的氢原子谱线宽度与旋转速度有关。
旋转速度越快,氢原子发出的谱线越宽,说明黑洞的质量越大。通过对氢原子谱线研究发现,“SDSSpJ306”黑洞有10亿个太阳重,所产生的能量更是太阳的20万亿倍。
这个黑洞如此之大,以致它的引力作用范围大小与银河系相当。在这个黑洞吞噬星团的同时,还将一些热气体以射流形式喷还给宇宙,形成了两个巨大洞穴,每个洞穴的直径大约为65万光年。
黑洞再次喷发出来的气体质量,相当于1万亿个太阳质量,这种喷射已经持续了1亿年之久。 黑洞有大有小。
超巨黑洞的质量达到太阳的数百万甚至数十亿倍。小黑洞的质量与太阳基本处于一个数量级,主要由质量相当于太阳10倍左右的恒星发生超新星爆炸形成。
超巨黑洞位于星系中心,据推测每个星系都有,质量一般约为星系总质量的0.5%。2002年10月,欧洲科学家宣布了银河系中心存在超巨黑洞的最佳证据。
他们说,过去20年中,科学家们一直在观测银河系中心一些星体的活动情况,尤其对一颗名为S2的星体的运行轨道进行了跟踪研究,最终得出结论:S2附近确实存在一个巨型黑洞。质量是太阳7倍的S2,以每小时1.8亿公里的高速每15.2年绕银河系中心一周。
之所以如此高速,是因为它周围存在黑洞,“害怕”被黑洞“吞噬”。经过计算,这一黑洞距地球2.6万光年,质量是太阳的370万倍。
银河系中心黑洞每年“食量”不足地球质量的1%。黑洞“食量”是根据它吞噬“食物”时发出X射线的强弱程度计算出来的。
科学家还提出,如果黑洞获得了源源不断的“食物供给”,就可能从相对安静的状态中“醒来”,处于活跃状态中。 2.黑洞的种类 按组成来划分,黑洞可以分为两大类。
一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量。
巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞。暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础。
物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞。
暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大。但物理黑洞的体积却非常小,它可以缩小到一个奇点。
3.暗能量黑洞的形成 根据科学家们的推算,宇宙大爆炸大约发生在137亿年。
关于黑洞的故事
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. 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,。
若我讲一个石头用力扔向远方,那它在一秒内就会落地,但是若我以第一宇宙速度扔,那它应该是否绕着地球转
问题一:爱因斯坦为什么说光速恒定不变 如果光的传播需要介质,那么光速就应该相对介质不变,就好像空气中的声速相对空气不变一样,这是第一种情况,如果光的传播不需要介质,那么光速就应该相对光源不变,就好像子弹的速度相对枪不变一样,这是第二种情况,以前一直认为光是在一种叫做“以太”的介质中传播,所以认为光速应该相对“以太”不变,于是,迈克尔孙和莫雷做了一个寻找“以太”的实验,这就是著名的迈克尔孙-莫雷实验,迈克尔孙-莫雷实验的具体做法是把一束光通过一个半反半透镜分成互相垂直的两束,一束的传播方向和地球运动的方向一致,另一束和地球运动的方向垂直,通过干涉来测量光速的变化,如果光真是在“以太”中传播,那么地球上的光源会因为相对“以太”有一定的速度而使向不同方向发出的光速度不同,但实际上“以太”是不存在的,地球运动自然不会对光速造成影响,迈克尔孙-莫雷实验否定了“以太”的存在,既然“以太”不存在,就说明光的传播不需要介质,那么光速就应该相对光源不变,符合第二种情况,可是爱因斯坦为什么非要编出第三种情况,说什么“光速绝对不变”呢(值得注意的是,有些人认为迈克尔孙-莫雷实验证明了“不论光源和观测者做怎样的相对运动光速都是相同的”,其实整个实验中,光源,半反半透镜和测量装置之间没有任何相对运动,相反还固定得很好,也就是说,光源和观测者没有做任何相对运动,如果向地球的运动的方向和地球运动方向的垂直方向的光速没有变化就能证明光速不变原理的话,那么向地球运动的方向和地球运动方向的垂直方向各扔一个苹果速度不变就能证明“果速不变原理”,向地球运动的方向和地球运动方向的垂直方向各扔一个球速度不变就能证明“球速不变原理”,向地球运动的方向和地球运动方向的垂直方向各扔一块石头速度不变就能证明“石速不变原理”,最后是不是还要来个著名的“万速不变原理”呢?可见迈克尔孙-莫雷实验并不能证明“不论光源和观测者做怎样的相对运动光速都是相同的”),真不知道爱因斯坦是怎么想的,本来迈克尔孙-莫雷实验的结果很符合第二种情况,可是爱因斯坦为什么非要编出令人匪夷所思的第三种情况呢?
问题二:为什么光速是恒定的? 光速不变原理,在狭义相对论中,指的是无论在何种惯性参照系中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。这个数值是299,792,458 米/秒。
光速不变原理是由联立求解麦克斯韦方程组得到的,并为迈克尔逊―莫雷实验所证实。光速不变原理是爱因斯坦创立狭义相对论的基本出发点之一。
在广义相对论中,由于所谓惯性参照系不再存在,爱因斯坦引入了广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。这也使得光速不变原理可以应用到所有参考系中。
请参考:
wendk/guangsububianjj
问题三:为什么光速恒定会成为公理 现在的理论用着都挺合适的,如果有人发现什么地方用着难受,它就要改写了
问题四:光速恒定怎么理解,是绝对的还是相对的 光速恒定是绝对的不是相对的,对任何参考系都是这样
第一宇宙速度扔出去它是可以一直绕着地球旋转不落地的。
以稍微小于第一宇宙速度扔出去,它会做向心运动,就是一个螺旋线的轨迹落地,肯定需要很久,绝对超出1秒。
但是后面楼主的解释就有问题了,按照牛顿的物理学体系,不存在“速度影响速度”这种说法,速度变化都是加速度引起,加速度都是由于力的作用,这二者之所以不同,都是因为受力情况不同。
按我的理解,楼主是想问为什么平抛运动里面,落地时间和抛出速度无关,只与高度有关;但是在接近第一宇宙速度的时候,怎么又和速度有关了?这其实是源于一个近似,就是平抛运动里面我们把地面看成平的,只有在地面一直是平的情况下,我们才能说落地时间必然满足1/2 gt?=h;但是如果一开始速度过大,走过了很长的水平路程,比如从北半球扔到赤道上面去了才落地,那明显我们不能用“地面是平的”这种近似了,这时候地面是个曲线;也不能用“重力方向始终朝下”了,因为这时候重力方向在变了,始终指向地心,所以造成了和平抛运动的情况不同。
总结一下,就是考虑到地球是圆的的话,平抛运动落地时间是和初速度有关的,但是在初速度很小的时候,平抛运动的范围很小,地球半径又很大,这时候近似看成地面是平的,重力加速度始终方向不变,近似以后时间是和初速度无关的。
像这种近似下A结论成立,到更大范围不能近似了,A就不成立了,要换成B结论的情况,物理学里面有很多很多,楼主以后可能会碰到。最有名的就是相对论,在速度v远小于光速的时候牛顿力学成立,在速度和光速差不多的时候,就不能用了,要改成相对论力学。
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