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黑洞

曾經有人說我是一個黑洞他說我像個黑洞把周圍的光明都吸進去給我再多的亮光都沒用

我是一個暗黑磁場負面能量

我很難過我很不舒服我很不喜歡我很不希望我很不開心他這樣說我
黑洞模擬圖

 

 

黑洞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恆星在核聚變反應的燃料耗盡而死亡後，發生引力塌縮而形成。黑洞質量是如此之大，它產生的引力場是如此之強，以至於任何物質和輻射都無法逃逸，就連光也逃逸不出來，故名為黑洞。在黑洞的周圍，是一個無法偵測的事象地平面，標誌著無法返回的臨界點。

歷史上，法國物理學家拉普拉斯曾預言：「一個質量如250個太陽，而直徑為地球的發光恆星，由於其引力的作用，將不允許任何光線離開它。由於這個原因，宇宙中最大的發光天體，卻不會被我們看見」。

現代物理中的黑洞理論建立在廣義相對論的基礎上。由於黑洞中的光無法逃逸，所以我們無法直接觀測到黑洞。然而，可以通過測量它對周圍天體的作用和影響來間接觀測或推測到它的存在。比如說，恆星在被吸入黑洞時會在黑洞周圍形成吸積氣盤，盤中氣體劇烈摩擦，強烈發熱，而發出X射線。藉由對這類X射線的觀測，可以間接發現黑洞並對之進行研究。迄今為止，黑洞的存在已被天文學界和物理學界的絕大多數研究者所認同。

尺寸和質量

質量達太陽10倍的黑洞之電腦模擬圖

黑洞是由大於太陽質量的3.2倍的天體發生引力坍塌後形成的（小於1.4個太陽質量的恆星，會變成白矮星）。天文學的觀測表明，在很多星系的中心，包括銀河系，都存在超過太陽質量上億倍的超大質量黑洞。

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·史瓦西於1915年發現的愛因斯坦方程的解。

根據史瓦西解，如果一個重力天體的半徑小於一個特定值，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，無論是來自什麼方向的，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，包括重力天體的組成物質——都將塌陷於中心部分。一個有理論上無限密度組成的點組成重力奇點（gravitational singularity）。由於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：

R_s=\frac{2GM}{c^2}

G是萬有引力常數，M是天體的質量，c是光速。對於一個與地球質量相等的天體，其史瓦西半徑僅有9毫米。

  溫度

T=\frac{\hbar c^3}{8\pi kGM}
黑洞越大，溫度越低。

  結構與特性

目前公認的理論認為，黑洞只有三個物理量可以測量到：質量、電荷、角動量。也就是說：對於一個黑洞，一旦這三個物理量確定下來了，這個黑洞的特性也就唯一地確定了，這稱為黑洞的無毛定理，或稱作黑洞的唯一性定理。但是這個定理卻只是限制了古典理論，沒有否認可能有其他量子荷的存在，所以黑洞可以和大域單極或是宇宙弦共同存在，而帶有大域量子荷。

  Photon Sphere

Photon Sphere是個零厚度的球狀邊界,光子只要切線闖入這個邊界內,雖然不一定會被黑洞所捕獲,但是會處在一個圓形的軌道裡面,無法逃脫黑洞的視界之外.對 於非旋轉的黑洞來說,Photon Sphere大約史瓦西半徑的一點五倍.這個軌道不是穩定的,隨時會因為黑洞的成長而變動.

Photon Sphere之內光子依然有辦法脫離,但是對於外部的觀察者來說,任何觀察的到的由黑洞發出的光子,都必須處於事件視界與Photon Sphere之間.這也是反對黑洞存在的人所依據的的強烈反對事實之一,透過觀察Photon Sphere的光子能量,無法找到事件視界存在的證據.

其他的緻密星如中子星,夸克星等也有光圈.

黑洞合併

黑洞的合併會以光束發射強大的引力波，新的黑洞會因後座力脫離原本在星系核心的位置。如果速度足夠大，它甚至有可能脫離星系母體[1]。

  分類

分類方法一：

  1. 超巨質量黑洞
    • 到目前為止可以在所有已知星系中心發現其蹤跡。
    • 質量據說是太陽的數百萬至十數億倍。
  2. 小質量黑洞
    • 質量為太陽質量的10至20倍，即超新星爆炸以後所留下的核心質量是太陽的3至15倍就會形成黑洞。
    • 理論預測，當質量為太陽的40倍以上，可不經超新星爆炸過程而形成黑洞。
  3. 中型黑洞
    • 推論是由小質量黑洞合併形成，最後則變成超巨質量黑洞
    • 中型黑洞是否真實存在仍然存疑。

分類方法二：根據黑洞本身的物理特性（質量、電荷、角動量）：

  1. 不旋轉不帶電荷的黑洞。它的時空結構於1916年由史瓦西求出稱史瓦西黑洞。
  2. 不旋轉帶電黑洞，稱R-N黑洞。時空結構於1916-1918年由Reissner和Nordstrom求出。
  3. 旋轉不帶電黑洞，稱克爾黑洞。時空結構由克爾於1963年求出。
  4. 一般黑洞，稱克爾-紐曼黑洞。時空結構於1965年由紐曼求出。

微黑洞

微黑洞是理論預言的一類黑洞，目前尚無證據支持微黑洞的存在。它們誕生於宇宙大爆炸初期，質量非常小，根據霍金的理論，黑洞質量越小，「蒸發」越快。因此如果存在微黑洞，那麼它們現在一定已經蒸發殆盡了。

否認黑洞存在的一些觀點

  1. 量子力學方面的反駁：黑洞中心的奇點具有量子不穩定性，所以整個黑洞不可能穩定存在。
  2. 目前發現的黑洞是一些暗能量星：美國加利福尼亞勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的天體物理學家喬治·錢普拉因等認為，目前發現的黑洞是一些暗能量星，真正意義上的黑洞是不存在的。

強烈否認黑洞實際存在的論述

在科普教育對黑洞知識的大量宣傳下，新生一代天體物理學家反而強烈質疑黑洞實際存在，最強烈表達是目前對「黑洞」候選星的觀測發現，「事象地平面」在實際的天體觀測當中，竟然不存在，沒有任何一個「黑洞」候選星的具有間接特徵可以證明「事象地平面」的存在，即便是「夸克星」其「事象地平面」亦位於星體內部。以天體物理的實證角度而言，無法找到證據說明黑洞機制，雖然不能證明其不存在，但也無法證實其存在的真實性。「黑洞」候選星的觀測至今為止，只能證明其為引力坍縮星體，不能證明其為古典理論裡面所陳述的黑洞。此一論述令傳統理論無法反駁，因而目前沒有任何天體是被證實是哪一個種類的黑洞。

目前許多新生代研究的理論當中，亦極力迴避真正意義的「黑洞」存在的可能性，這在天體物理學界引起相當大的波瀾及討論。

對特定類星體的觀測指出類星體中央周圍有一圈碟形物質形成的洞，這個洞是個由強力磁場噴發的大量物質形成的，其中有許多電漿形成的奇特圓球體。根據 黑洞理論，這個可以吞噬一切的黑洞是沒有磁場的，類星體中央帶有電漿圓球體的存在就排除了類星體中心是黑洞的可能性。然而，古典理論無論如何推導，類星體 中央都應該是個黑洞。諸如此類的觀測上的反證據，都對黑洞理論造成很大的威脅。

天體物理學家新近提出兩類新品種「模糊球」及「Q星」(Q Star, Gray Hole,灰洞)的星體做為實際觀測到的現象替代星體。

參見

其時我該哈哈笑

如果我真的是個黑洞就好了

如果我真的是個黑洞該有多好

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