宇宙黑洞有什么作用

2022-12-06 18:53

拜托拜托!
2022-12-06 23:48
黑洞是廣義相對論預言的一種特殊的天體。其基本特征是有一個封閉的視界。任何東西,包括光在內,只要進入視界以內都會被吞噬掉。

黑洞的概念最早出現(xiàn)是1798年,當時拉普拉斯根據(jù)牛頓力學計算出,一個直徑為太陽250倍而密度與地球一樣的天體,其引力足以捕獲其發(fā)出的光線而成為一個暗天體。1939年,奧本海默根據(jù)廣義相對論證明一個無壓球體在自身引力作用下能坍縮到引徑rg。rg=2GM/(c*c)當天體的質量M大于臨界質量Mc時,引力坍塌后就不可能達到任何的穩(wěn)態(tài),只能形成黑洞。黑洞只有三個特征量分別是質量M、角動量J和電荷Q。Q=0的黑洞為軸對稱的克爾黑洞,J=Q=0時的黑洞為球對稱的史瓦西黑洞。

1974年,霍金證明黑洞具有與其溫度相對應的熱輻射,稱為黑洞的發(fā)射。黑洞的質量越大,溫度越低,發(fā)射過程就越慢,反之亦然。

找尋黑洞是當代天文學的一個重要課題。銀河系內的恒星級黑洞候選者有天鵝座X-1等。另外天文學家們還發(fā)現(xiàn)大星系的中心通常會隱匿著一個百萬太陽質量以上的巨型黑洞。如在超巨星系M87的中心就很可能隱匿著質量達30億個太陽的黑洞。而按照大爆炸學說,在宇宙形成早期可能會產生一些質量為10的15次方克的小黑洞。
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黑洞的……作用?

霍金在《時間簡史》中指出了黑洞的熱輻射其實是量子力學理論預言的“虛粒子——虛反粒子對”在真空中隨機出現(xiàn),在湮沒前其中的虛反粒子落入黑洞,而無法淹沒的虛粒子轉化為高頻電磁輻射——γ射線,這一過程將消耗黑洞自身的質量,當質量消耗完之后黑洞將消失,形式上就像是在“蒸發(fā)”。

霍金在他的著作《霍金演講錄——黑洞、嬰兒宇宙與其它》中指出,黑洞蒸發(fā)完全部的質量后,將攜帶所吸收的信息(基本粒子的性質)進行一次“大爆炸”,而從我們的宇宙脫離出去形成一個“嬰兒宇宙”,在這個嬰兒宇宙中包含它所吞下的所有信息。當然這些信息已經被還原為基本粒子。這樣的嬰兒宇宙因為包含了我們宇宙的信息,所以它和我們的宇宙是相同的——至少是同樣的維度(三維空間和一維時間),具有相同的物理學常數(shù)(普朗克常數(shù)、引力常數(shù)等)并且受同一套物理學定律支配。

至于真空中的“虛粒子——虛反粒子對”,已由卡西米爾效應證明。
黑洞是一個不明天體,誰也不知道它的來歷。
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