黑洞简介.ppt

黑洞·黑洞的概念与定义内容概要黑洞的产生及演化过程黑洞的分类如何探测黑洞由一个只允许外部物质和辐射进入而不允许物质和辐射从中逃离的边界即视界(eventhorizon)所规定的时空区域。黑洞是超级致密天体,它的体积趋向于零而密度无穷大,由于具有强大的吸引力,物体只要进入离这个点一定距离的范围内,就会被吸收掉,连光线也不例外。黑洞吸进物质时会发射出X射线。定义:当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。史瓦西半径:史瓦西半径是任何具重力的质量之临界半径。一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。在不自转的黑洞上,史瓦西半径所形成的球面组成一个视界。光和粒子均无法逃离这个球面。该值的含义是,如果特定质量的物质被压缩到该半径值之内,将没有任何已知类型的力可以阻止该物质自身重力将自己压缩成一个奇点。太阳的史瓦西半径约为3千米,地球的史瓦西半径只黑洞的产生过程黑洞正在拉伸、撕裂、并且吞噬恒星黑洞的演化过程1、吸积黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体、尘埃等产生辐射而被发现的,这一过程被称为吸积。黑洞吸积、吞噬星体在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天,恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体而形成的。行星(包括地球)也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。当中央天体是一个黑洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面。黑洞除了吸积物质之外,还通过霍金蒸发过程向外辐射粒子。星系系统3C321中的超级黑洞用致命的X射线、伽马射线和电子轰击邻近的一个星系。宇宙中的黑洞,也有一种“蒸发”的现象。黑洞蒸发这个概念,是由英国著名的物理学家霍金于1974年提出来的。霍金认为,在黑洞的周围,正反粒子对产生后有四种可能的结果:一、湮灭;二、一起落入黑洞;三、正粒子落入黑洞而反粒子逃脱出来;四、反粒子落入黑洞而正粒子逃脱出来。最后一种结果的可能性最大。反粒子带有负的能量,落入黑洞之后会使黑洞的能量减少,而逃脱出来的正粒子就好像是从黑洞向外发射出了能量。这就是黑洞的蒸发。黑洞的质量越大,蒸发得越慢。霍金计算出:质量相当于太阳的黑洞,一年的蒸发量仅10^-20焦耳,可维持寿命约10^67年;质量为10^12千克的小黑洞,每秒蒸发掉6×10^9焦耳的能量,其寿命约为100亿年,与恒星的寿命相当。2、蒸发