物理学解释“黑洞”.doc

在人类对未知世界的各种探索中,对黑洞、白洞与虫洞的探索越来越引起人们的兴趣和关注。这里对它们分别作一概要介绍。ﻫ
黑洞ﻫﻫ黑洞是我们宇宙中最奇怪、最神秘的物体。天文学家相信在宇宙中有无数的黑洞，并且认为:黑洞是涵盖了一切事物开始的关键，它们是未知世界的大门,要探索宇宙的由来离不开对黑洞的研究。
一、黑洞的成因与分类ﻫﻫ在前面有关恒星演化的理论中已谈到,当一个大质量的恒星在其生命最后阶段会因自身的引力而坍缩。它自身的引力是如此之强,以致它的核坍塌直至成为一个没有大小、，这里引力强得使任何东西、甚至于连光都不能逃逸出去,这就是黑洞。其实,除此之外,黑洞还有一种成因：就是在宇宙大爆炸的早期,宇宙的压力和能量是如此之强,使无限大一瞬压缩成为不同尺度和无限多质量坚决一点的太初黑洞。通常，对一个物体的完整描述需要很多参量,而黑洞只需用质量、角动量和电荷三个参量描述第一时间里面所有物质都压成粉碎角动量质量和重量和电荷描述拉近一点形成黑洞只有四种类型：最简化的无电荷、无转动的球对称黑洞—-—--史瓦西黑洞；有电荷、无转动的球对称黑洞；无电荷但有转动的黑洞;以及又带电荷又有转动的黑洞
二、黑洞的碰撞和黑洞的蒸发ﻫ
早期宇宙物质的分布相对集中,彼此之间相隔的距离不远,在各处飘荡着的黑洞很有可能相互遭遇，导致两个具有强大引力场的天体发生剧烈的碰撞,然后合而为一。此外，在一些星系内部,星系中心的强引力会使邻近的恒星及星际物质更加趋向中心，当聚集在一起的质量大到一定程度的时候,就会坍缩成黑洞。或者，星系中心区域的一些大质量恒星死亡后坍缩成小黑洞,它们有许多机会相互碰撞而形成更大的黑洞。在我们的银河系中心和类星体中心都有这种超级大黑洞.
黑洞宿命有他的质量决定一般为20亿年到4０亿年如果有公生体可以到４0亿80亿年，一般认为,黑洞一旦形成就不会转化为别的什么东西。黑洞的质量只会因吸进外界的物质而增加，，按照经典物理学,黑洞是不能向外发出辐射的。但霍金认为,按照量子力学，可以允许粒子从黑洞中逃逸出来。
霍金解释道:量子力学表明，整个空间充满了“虚的＂粒子反粒子对，它们不断地成对产生、分开,然后又聚到一块并互相湮灭。因为这些粒子不像“实的”粒子那样,不能用粒子加速器直接观测到,所以被称作虚的。尽管如此，可以测量它们的间接效应。由它们在受激氢原子发射的光谱上产生的很小位移(蓝姆位移)证实了虚粒子的存在。现在,在黑洞存在的情形,虚粒子对中的一个成员可以落到黑洞里去，留下来的另一个成员就失去可以与之相湮灭的配偶。这个被背弃的粒子或反粒子,可以跟随其配偶落到黑洞中去,但是它也可以逃逸到期无穷远去，在那里作为从黑洞发出的辐射而出现。ﻫ由于黑洞质量越小,其引力场就越小，粒子逃逸的过程就变得越容易，因此黑洞粒子的发射率和其表面温度就越大。黑洞向外辐射粒子导致黑洞质量减小，进一步导致了辐射速率和温度的上升，因而黑洞的质量就减小得更快!当黑洞的质量变得极小的时候,它将在一个巨大的、相当于几百万颗氢弹爆炸的发射中结束自己的历史!ﻫﻫ三、对黑洞的寻找ﻫ
    黑洞与白矮星、中子星一样,都是先有理论预言然后开始实际的寻找。随着白矮星和中子星的相继发现,寻找黑洞就成为天文学家需要接着解