❶ 霍金的黑洞理论,是怎么个概念
霍金指出,由于找不到黑洞的边界,因此黑洞是“不存在”的,黑洞的边界又称“视界”。经典黑洞理论认为,黑洞外的物质和辐射可以通过视界进入黑洞内部,而黑洞内的任何物质和辐射均不能穿出视界。
黑洞是宇宙中最奇特和神秘的天体,它是超强引力源,时空的扭曲者,其超强引力使得连宇宙中跑的最快的光都会被它拉住,而逃不出它的“魔掌”。它是在时间和空间中形成的“洞”,在不断地吸积着周围的物质,质量增加,还是空中的“强盗”,光子的“牢笼”。
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霍金的计算还有一个重要发现:黑洞的质量越小,温度越高,辐射也越强。显然,蒸发只有对微型黑洞来说才有特别的影响,而微型黑洞的温度是很高的。在黑洞中,质量越大的黑洞,温度越低,蒸发的越慢;质量越小的黑洞,温度越高,蒸发的也越快。
对于微黑洞来说,温度非常之高,可达千万开甚至上亿开,随着蒸发的加剧,质量丢失的很快,温度会迅猛地上升,随着温度上升的加快,质量丢失的就更厉害,这中过程会以疯狂的形式演变,最终黑洞被摧毁,以猛烈的爆发而告终,所有粒子都得到了大赦(对巨型黑洞来说发射粒子的过程十分缓慢,相当于蒸发;而对微黑洞来说,发射粒子的过程十分迅猛,相当于爆发)。
对于星系中心的巨型黑洞来说,其蒸发的过程将远远超出宇宙的年龄,假定宇宙有足够长的寿命,并且不回缩,那么这类黑洞最终也还是要蒸发掉。不过这类黑洞目前还是吸积远大于蒸发,以吸积为主。
❷ 黑洞具体的概念是什么
黑洞是广义相对论预言的一种特殊的天体。其基本特征是有一个封闭的视界。任何东西,包括光在内,只要进入视界以内都会被吞噬掉。
黑洞的概念最早出现是1798年,当时拉普拉斯根据牛顿力学计算出,一个直径为太阳250倍而密度与地球一样的天体,其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体。1939年,奥本海默根据广义相对论证明一个无压球体在自身引力作用下能坍缩到引径rg。rg=2GM/(c*c)当天体的质量M大于临界质量Mc时,引力坍塌后就不可能达到任何的稳态,只能形成黑洞。黑洞只有三个特征量分别是质量M、角动量J和电荷Q。Q=0的黑洞为轴对称的克尔黑洞,J=Q=0时的黑洞为球对称的史瓦西黑洞。
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额,黑洞一直是一些专门的科学家在研究,目前透露的最多的恐怕只有霍金,时间简史,霍金理论,这些都是黑洞的主要知识点,但有的科学家的发现是还在证实不敢随便公布与众,这都会引起一些不小的恐慌。
所以在得到一个正确的答案之前,暂时先看看霍金的著作,时间简史,和霍金射线之类的知识点吧。先了解一下入门。
❹ 黑洞的概念是谁提出的
最初指出黑洞存在,开假设为一个质量很大的神秘天体,是在1798年,当时法国的拉普拉斯利用牛顿万有引力和光的微粒说提出这一见解。他说:“一个密度如地球而直径为250个太阳的发光恒星,由于其引力的作用,将不允许任何光线离开它。由于这个原因,宇宙间最大的发光天体,对于我们却是不可见的。”他称这种天体为“黑暗的一团”,并猜测宇宙太空中可能有很多这样的暗天体。这样的暗天体就类似于我们今天所说的黑洞。
1916年,爱因斯坦发表广义相对论,不久,德国物理学家史瓦西得到了广义相对论方程的一个精确解。他预言存在5种不旋转、不带电的黑洞。当时就已算出,若要成为黑洞,一个质量如太阳的星体,其半径必须缩到2.96千米,而地球则需压缩到半程为0.89厘米。
然而,史瓦西提出的黑洞概念在当时并没有受到人们的普遍重视。直到20世纪70年代,世界著名的物理学家霍金才把量子力学与广义相对论结合起来,进行黑洞表面量子效应的研究,最终才使得黑洞理论的研究向前推进了一大步。
❺ 黑洞理论的创始人是谁
黑洞理论没有明确是谁创立的。但有一点可以肯定。就是所有关于黑洞的理论都是广义相对论的推论。都是建立在广义相对论基础之上的。所以虽然爱因斯坦从没提过“黑洞”这个概念。但我想把黑洞理论的创立归功于他没人会反对。爱因斯坦1915年创立广义相对论后仅1年,1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个解。这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象。即在质点周围存在一个界面——“视界”,一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒命名为“黑洞”(他在1969年在纽约的一次会议上阐述爱因斯坦的理论,为了说服场下听众,他灵机一动,冒出了"黑洞"这个词,以描述这些恒星可怕而充满戏剧性的命运。"黑洞"一词从此流传开来)。这就是黑洞理论的最初建立过程。其后近百年中,许多科学家不断完善和修正了黑洞理论。这其中包括霍金在1975年提出的“霍金辐射”假设。他认为黑洞并没有那么“黑”。而是也有一点辐射的。但他这假设至今没有被观测或实验证实。
❻ 黑洞的发展史简介
1970年,美国的“自由”号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座X-1,位于天鹅座X-1上的是一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球,该星球被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞,它就是人类发现的第一个黑洞。1928年,萨拉玛尼安·钱德拉塞卡到英国剑桥跟英国天文学家阿瑟·爱丁顿爵士(一位广义相对论家)学习。钱德拉塞卡意识到,不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。钱德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。(这质量称为钱德拉塞卡极限)前苏联科学家列夫·达维多维奇·兰道几乎在同时也发现了类似的结论。如果一颗恒星的质量比钱德拉塞卡极限小,它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英里和密度为每立方英寸几百吨的“白矮星”。白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。兰道指出,对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍或二倍,但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间,而不是电子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英里左右,密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时,并没有任何方法去观察它,很久以后它们才被观察到。另一方面,质量比钱德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时,会出现一个很大的问题:在某种情形下,它们会爆炸或抛出足够的物质,使自己的质量减少到极限之下,以避免灾难性的引力坍缩,不管恒星有多大,这总会发生。爱丁顿拒绝相信钱德拉塞卡的结果。爱丁顿认为,一颗恒星不可能坍缩成一点。这是大多数科学家的观点:爱因斯坦自己写了一篇论文,宣布恒星的体积不会收缩为零。其他科学家,尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌意使钱德拉塞卡抛弃了这方面的工作,转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然而,他获得1983年诺贝尔奖,至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的工作。钱德拉塞卡指出,不相容原理不能够阻止质量大于钱德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。但是,根据广义相对论,这样的恒星会发生什么情况呢。这个问题被一位年轻的美国人罗伯特·奥本海默于1939年首次解决。然而,他所获得的结果表明,用当时的望远镜去观察不会再有任何结果。以后,因第二次世界大战的干扰,奥本海默卷入到原子弹计划中去。战后,由于大部分科学家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去,因而引力坍缩的问题被大部分人忘记了。1967年,剑桥的一位研究生约瑟琳·贝尔发现了天空发射出无线电波的规则脉冲的物体,这对黑洞的存在的预言带来了进一步的鼓舞。起初贝尔和她的导师安东尼·赫维许以为,他们可能和我们星系中的外星文明进行了接触。在宣布他们发现的讨论会上,他们将这四个最早发现的源称为LGM1-4,LGM表示“小绿人”(“Little Green Man”)的意思。最终他们和所有其他人的结论是这些被称为脉冲星的物体,事实上是旋转的中子星,这些中子星由于在黑洞这个概念刚被提出的时候,共有两种光理论:一种是牛顿赞成的光的微粒说;另一种是光的波动说。由于量子力学的波粒二象性,光既可认为是波,也可认为是粒子。在光的波动说中,不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的,人们可以预料,它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为,光粒子无限快地运动,所以引力不可能使之慢下来,但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。1783年,剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上,在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他指出,一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引力场,以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光,还没到达远处即会被恒星的引力吸引回来。米歇尔暗示,可能存在大量这样的恒星,虽然会由于从它们那里发出的光不会到达我们这儿而使我们不能看到它们,但我们仍然可以感到它们的引力的吸引作用。这正是我们称为黑洞的物体。 事实上,因为光速是固定的,所以,在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理不严谨。(从地面发射上天的炮弹由于引力而减速,最后停止上升并折回地面;然而,一个光子必须以不变的速度继续向上,那么牛顿引力对于光如何发生影响。)在1915年爱因斯坦提出广义相对论之前,一直没有关于引力如何影响光的协调的理论,之后这个理论对大质量恒星的含意才被理解。观察一个恒星坍缩并形成黑洞时,因为在相对论中没有绝对时间,所以每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场,在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩,
❼ 谁提出了黑洞理论
是霍金
1976年,霍金称自己通过计算得出结论,他认为黑洞在形成过程中,其质量减少的同时还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的“霍金辐射”理论。但是,理论中提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息,一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后,其中的所有信息就都随之消失了。这便是所谓的“黑洞悖论”。
这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处。因为现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的。近30年来,霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。霍金曾表示,黑洞中量子运动是一种特殊情况,由于黑洞中的引力非常强烈,量子力学在此时已经不再适用了。但是霍金的这种说法并没有得到科学界众多持怀疑态度学者的信服。
据《每日电讯报》报道,7月21日,在爱尔兰都柏林举行的“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上,英国传奇科学家斯蒂芬·霍金教授将宣布他对宇宙黑洞的最新研究结果:黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样,对其周遭的一切“完全吞食”,事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来。
目前由于霍金的学术论文还没有发表,一切都难有定论。对于1974年提出的“霍金辐射”理论,在学术界得到了广泛的肯定,这一理论为黑洞研究做出了杰出的贡献,霍金教授也因此受到学术界的推崇,但他的新理论是否正确还要经过多方的验证。对于黑洞的研究也如是,从最初提出黑洞概念至今已经有200多年的历史,上世纪60年代开始的黑洞研究热潮也已经持续了近半个世纪,但时至今日黑洞仍然还是一个谜,人们相信黑洞的存在,期待着有一天能够彻底破解黑洞之谜。