黑洞与黑洞“不黑”

18世纪末,随着物理学和天文学的发展,科学家们从理论上提出了黑洞概念。黑洞立刻显示出巨大魅力,历经大约两个世纪,人们对它的兴趣始终不减。这里,我们主要对黑洞"黑"与"不黑"方面的物理内涵及存在黑洞的有关证据做进一步的探讨。一、黑洞的概念1783年,英国一位业余天文爱好者迈克尔给卡文迪许写了一封信。在信中,他根据牛顿引力推测:一个直径比太阳大500倍,密度和太阳一样的球体,其逃逸速度可能超过光速,这可能     

哈尼天体——类星体的绿色幽灵

<正>人世间是否有幽灵?没人知道答案。但是,在宇宙中却存在着一种被称为"宇宙幽灵"的奇特气态天体。1999年7月23日,钱德拉太空望远镜成功升空,作为人类的"眼睛"观测着宇宙空间。作为一类特殊天体,黑洞一直是钱德拉太空望远镜的重要观测目标,但在一个遥远且超大质量黑洞周围,科学家却发现了一个奇特的"天文奇景"——"宇宙幽灵"。     

白洞,真的存在吗?

大多数人或许只听说过黑洞,但却很少有人知道白洞。听到"白洞"这个词,很容易将它与黑洞联系起来。现实生活中,我们认为"白"与"黑"互为反义词,那么,天文学中的黑洞与白洞也是相对的吗?答案当然是肯定的。我们都知道,黑洞是一个具有巨大胃口的宇宙"怪物",在它的史瓦西半径面上连光都无法逃脱,一旦物质掉落其中,就将永远消失在宇宙之中。正因为它的史瓦西半径内连光都无法逃脱,因此在任何地方看黑洞它始终都是黑色的,但是我们可以通过它产生的强大引力以及周围恒星的运动来判断是否存在黑洞,当然,利用"引力透镜"也能发现大型黑洞的存在。那么是否存在一个与黑洞性质相反的天体——白洞呢?     

从黑洞到灰洞

<正>从人们意识到黑洞的存在至今,黑洞一直是天文学家及物理学家最关注的领域之一。可就在大半年前,霍金突然说,黑洞并不存在,它其实应该是灰洞。不过,从黑洞到灰洞的道路似乎并不通畅,甚至也许根本不存在这样的路。可是就我看来,霍金的理论并没有任何计算支持,通篇文章只是文字,所以非常值得怀疑。我们在这篇文章中主要谈黑洞,最后提及灰洞,因为灰洞是还没有被验证的理论概念。照这么说,黑洞被验证了?是的,黑洞被间接验证了。为什么说间接?因为根据定义,黑洞是"黑"的,不会发光,也不能被望远镜直接看到,所以只能间接验证。黑洞并不绝对"黑":第一,黑洞周围被其吸进去     

黑洞旋转?根本停不下来

<正>我们暂且将霍金口中的"灰洞"称为黑洞吧!黑洞是宇宙中的异类,即使是光都无法逃脱其引力的控制。但除此之外,我们对黑洞还有多少认知呢?近日,英国科学家对名为NGC 1365的黑洞进行了速度测验,测验结果相当惊人:这个黑洞正以84%的光速进行旋转,这已经达到了黑洞旋转的速度上限。在黑洞形成之前,前身星来自星云演     

一个星团,两个黑洞？

<正>宇宙中谁最"自私"?也许非黑洞莫属,它似乎永远不知道怎样与他人共存共生。不过,如今发现的两个黑洞却对此说"不"!黑洞是不台群的:它们不但从环绕的恒星那里吞噬气体,而且根据理论,它们还会将另外一个相对弱小的黑洞"赶"出自己的家园。然而令人意想不到的是,如今天文学家却在一个星团中,发现了两个独立的黑洞!非典型星团所有银河系中的星团都是很久以前形成的,短命的大型恒星死亡而变成了黑洞。这些黑洞的质量比星团内任何一颗仍然发光的恒星都要大,因此会下沉到星团的中心处。在那里,较为强大的黑洞会利用其巨大的引力将其他黑洞一一驱逐到偌大的星系空间,以保证在一个星团中只有一个黑洞系统。因此,人们长期以来的共识是,一个典型的球     

人造黑洞会毁灭地球吗

还记得电影《蜘蛛侠》里面的那个章鱼博士吗?他制造了一个大火球,周围的物质源源不断地被吸入这个火球内,结果引发了全城性的灾难。要不是蜘蛛侠把这个火球扔进河里降温,它甚至可能毁灭地球。这个骇人的大火球实际就是一个人造黑洞。最近,有美国科学家预言,一些高能物理学家正在进行的人造黑洞研究可能毁灭地球。美国物理学教授已经制造出微型黑洞据英国《卫报》报道,美国布朗大学一位物理学教授霍拉蒂·纳斯塔西日前通过实验在地球上制造出了一个人造黑洞。虽然这个黑洞体积很小,却具备真正黑洞的许多特点。我们或许会根据表面的意思认为“…     

"宇宙怪物"——黑洞

神秘"怪物" 许多年来,黑洞一直被称为宇宙中的"怪物",因为什么东西都难逃它的手掌心,连宇宙中跑得最快的光都不例外.实际上它并不是什么"大黑窟窿",而是一种天体,只不过引力超强.黑洞到底长什么样?这个问题很难回答,因为黑洞里的光线是跑不出来的,所以还没有人见过真正的黑洞,我们能看到的只是它神秘的背影而已.     

黑洞把恒星撕成碎片

正当一颗恒星过于接近一个黑洞时,黑洞的超强引力所导致的超强潮汐力会把恒星撕碎。在这类被称为"潮汐破坏"的事件中,一些恒星碎片被以极高速甩出,余下的碎片则坠回黑洞。这导致一种特征明显、可持续数年的X射线辐射。科学家最近观测到了发生在一个星系(它距离地球大约2.9亿光年)中的一次潮汐破坏事件,这也是过去十年中发     

黑洞的本质

什么是黑洞?这个问题颇难回答.对于普通大众来说,黑洞是一种在科幻题材中经常出现的奇怪天体.而对于相关的研究人员来说,黑洞是时空中连光都逃脱不出的区域,在宇宙中实实在在的存在.虽然认识的水平有所不同,但黑洞这个物理对象对他们来说都是神秘的,神秘到至今为止我们也不能够真正地理解它.如果人们再追问:黑洞的本质是什么?不同的人也许有不同的理解.甚至有时候从事黑洞物理研究的学者们所给出的答案也会大相径庭.本文不试图给出博人眼球的解答,而是倾向于告诉读者学术界关于这一问题的主流理解方式.     

科学家发现首个中等质量黑洞

据美国杂志网站报道，迄今为止，天文学家仅发现两种质量各异的黑洞，一种是质量较小的黑洞，另一种则是超大质量的黑洞。长期以来科学家一直猜测介于两者之间的中等质量黑洞一定存在，但是极为罕见，因此直到现在他们才发现一个这种黑洞。     

太空突破:人类捕获首张黑洞照片

<正>天文学家捕获首张黑洞照片,开启了人类对宇宙中最神秘天体的一场认知革命。照片显示了一个由尘埃和气体构成的光环,勾勒出了一个巨大黑洞的轮廓,这个黑洞位于距离地球5 500万光年外的大质量星系M87中心。什么是黑洞?100多年前,爱因斯坦提出广义相对论,把引力视为由物质和能量造成的时空弯曲,最早预言了黑洞的存在。     

封面说明

<正>"天空中最重的天体是看不见的",早在爱因斯坦提出广义相对论以前法国的数学家和物理学家拉普拉斯曾经这样说过.1916年德国的施瓦西(K.Schwarzschild)得到了第一个爱因斯坦引力场方程的精确解.它描述了一种特殊天体——黑洞.物质可以通过黑洞的边界(一个单向膜)掉入黑洞,而黑洞内的物质无法穿过这个单向膜跑到黑洞外.直到1967年"黑洞"这一术语才由美国的物理学家惠勒(J.Wheeler)提出,现在被广泛使用,它是广义相对论最惊奇的预言.一个大于3倍     

前沿

正1天文学家测定7?300万光年外黑洞质量天文学家们成功测定了7 300万光年之外一个超大黑洞的质量,测量数据显示这个黑洞的质量约为6.64亿倍太阳质量。此次测量达成了史无前例的高精确度。天文学家们表示,这项工作将帮助他们确定宇宙中大型星系的命运,帮助他们以更高的精度测定另一组关键数据,即黑洞所在星系的总质量和黑洞本身质量的比值。     

自相残杀的黑洞

黑洞可能是最能激起我们好奇心的宇宙天体,然而,黑洞究竟是什么呢?我们不妨做一个比喻,如果你将一根棒球棒戳在充气垫上,会导致什么结果?它会产生一个波状窝。质量巨大的物体,无论它有豌豆大,有人大,还是有一颗行星那么大,都会像棒球棒弯曲充气垫一样使周围的空间大大被弯曲。一     

离奇的灰洞

<正>对于一个不懂万有引力和弯曲时空的人来说,黑洞已经足够离奇。最近,霍金又提出,黑洞并不存在,灰洞才存在。如果一个物体(天体)有足够大的质量,那么,在万有引力的作用下,它最终会坍缩成黑洞,这是连光也看不见一缕的神奇天体。通常,这种天体的质量非常大,至少有三个太阳那么重。如果黑洞是"黑"的,那它可能将永存下去,因为它不会发射任何东西,包括光,也就没有消耗。不过在1974年,霍金指出,因为神奇的量子效应,黑洞并不"黑"。它会缓慢地辐射光以及其他粒子,只是速度很慢很慢。一     

600万年不“进食”的超大黑洞

<正>近期,哈勃望远镜在银河系中央发现了一个超大质量的黑洞,它已有近600万年不曾"进食"了。上一次"用餐"时,该黑洞吞下了大量气体,结果打了一个大大的"嗝",吐出了相当于200万颗太阳质量的巨大"气泡"。自那以后,该黑洞就不曾进食,直到如今,它体内的物质仍在不断外涌,在银河系中央上下翻腾涌动,其中还     

黑洞并非终结者

2004年7月21日,牛津大学著名物理学家史蒂芬·霍金月21日当众认输,推翻他1975年赖以成名的黑洞理论,承认黑洞并非可怕的物质"终结者",由崩溃的星球形成的黑洞其实不会吞噬和消灭一切物质,而会保留被吞噬物体的些微痕迹,最后以残破的形式"吐"出来.     

宇宙动态

300年前苏醒的黑洞日本天文学家最近发现了一个300年前突然苏醒的黑洞,而且它已经开始"狼吞虎咽"。黑洞位于银河系中央,原来一直处于沉睡状态。距地球约26000光年的它就是"人马座A星",是一个质量为太阳的400万倍的"怪物"。     

前沿

正科学家发现迄今持续最久的超大质量黑洞十几年前,天文学家首次发现来自一个超大质量黑洞的X射线准周期震荡信号——"黑洞的心跳"。十几年后,天文学家发现这个信号仍在持续。这个特殊的黑洞是一个距离地球6亿光年,具有2百万个太阳质量的超大质量黑洞。目前,科学家正对多颗卫星的数据进行深入分析,并与银河系内的小质量黑洞作对比,以期获得对黑洞附近的物理过程有更深刻的理解。