浅
谈
对
黑
洞
的
认
识
矿物加工12-5班：刘兆庭
学号：********
一．黑洞是什么？黑洞是一种引力极强的天体
黑洞是爱因斯坦的广义相对论的最著名的预测之一。

黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。

当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。

这时恒星就变成了黑洞。

二．黑洞的外在表现，物理解释，如何观察
科学家之所以称之为“黑”洞，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。

由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。

然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。

当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。

但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。

当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，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。

物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。

而当它的半径一旦收缩到一定程度，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”诞生了。

由于黑洞高质量而产生的力量，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。

黑洞开始吞噬恒星的外壳，但黑洞并不能吞噬如此多的物质，黑洞会释放一部分物质，射出两道纯能量即伽马射线爆。

黑洞的高质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出，所以我们无法直接观测到黑洞。

不过，黑洞可以聚拢周围的气体产生辐射而被观测者发现，这一过程被称为吸积。

黑洞吸引了附近的光、各种辐射、星云和星球体，质量和体积就会变得越来越大，引力也会变得越来越强，从而就会把附近更多的物质吸入其中。

不断成长的黑洞就如同不断变大的巨大旋涡，贪婪地吞吃附近的天体物质，经过宇宙长期的演化，到目前，应该已出现很多个长成像银河系般大小的黑洞。

因为黑洞中心存在极大的吸引力，其运动形式必然呈现为大黑旋涡吞吃星体物质的运动形式，也就是说，在外形上，必然呈现星云和星体物质奔向这个“大嘴”黑旋涡的前进涡流，即可观察到大黑旋涡吞吃星体物质的旋涡流。

在引力论下，星球之间的吸引运动不同于黑洞与星球之间的吸引运动，在恒星与其行星、恒星与恒星的互相吸引运动之中，恒星自身发出的各种强辐射、电磁波和光等存在斥力，使它们保持在一定的距离内相互吸引作环绕运动而不至于吸粘在一起，而在黑洞与星球体之间的相互吸引运动中，黑洞向外并不存在斥力，只有引力，所以，被黑洞吸引的星球体不会长期较稳定地围着黑洞作环绕运动，而是将以旋进流的形式奔入黑洞之中。

黑洞吸附物质会产生X射线，X射线反过来又会刺激其中的大量化学元素发射出具有独特线条（颜色）的X射线。

分析这些线条可以帮助科学家了解更多有关黑洞附近等离子体的密度、速度和组成成分等信息。

由于黑洞的密度极大，根据公式我们可以知道密度=质量/体积，为了让黑洞密度无限大，那就说明黑洞的体积要无限小，然后质量要无限大，这样才能成为黑洞。

黑洞是由一些恒星“灭亡”后所形成的死星，它的质量极大，体积极小。

但黑洞也有灭亡的那天，按照霍金的理论，在量子物理中，有一种名为“隧道效应”的现象，
即一个粒子的场强分布虽然尽可能让能量低的地方较强，但即使在能量相当高的地方，场强仍会有分布，对于黑洞的边界来说，这
1/2史瓦西半径是任何具重力的质量之临界半径。

在物理学和天文学中，尤其在万有引力理论、广义相对论中它是一个非常重要的概念。

（·史瓦西半径：1916年卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在，他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。

一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。

太阳的史瓦西半径约为3千米，地球的史瓦西半径只有约9毫米。

）
三、个人对黑洞的一些猜想
所有的科学家都认定宇宙是在某个奇点上爆炸产生的，并且至今过去四五十亿年，余波未止，依然在不断的膨胀中，依据的理论是爱因斯坦的广义相对论。

虽然他们自己都觉得匪夷所思，因为所谓的奇点就是一个无穷小的点，小的不能再小的点，那就是比原子中子还要小，这怎么可能呢？可按照量子力学公式演算出就是这么个结果，而这种奇点至今还存在于任何一个黑洞之中，也就是黑洞产生的原因和动力所在，那么，是不是每个黑洞的奇点爆炸都可以产生一个宇宙，还是因为宇宙是因为所有的奇点同时爆炸生成的呢，这本身就很矛盾，这个奇点还要吸收吞噬多少物质才会爆炸呢？为什么奇点永远是无穷小的，即使吞噬再多物质也不会长大，而以无穷小的奇点可以转换爆炸出无穷大的宇宙，是不是比神话还神话，他的能量和物质是怎么凝聚在那无穷小的一个点上的呢？这是上帝的猜想，结果被爱因斯坦等科学家们猜想出来了。

猜想一：黑洞是个漏斗，像个漩涡，但不一定是因为某个奇点引起的，而在黑洞后面是另外一个宇宙，也就是说，从黑洞的这边吸了进去，从那边吐了出来，就像漏斗的上下两头，所以永远都填不满，这样就可以解释宇宙为什么不停地膨胀，因为说不定我们就是在漏斗的下方，吐出去少，吸进来多。

或者是黑洞吸了进去，而在我们这个宇宙的另一边吐了出来，就像人体从嘴里吃下东西，却从另一边吐了出来，虽然依然不可思议，但如果虫洞有存在的可能，就有可能存在，也能解释世界上很多失踪后却在遥远的地方出现事件。

更比奇点论来得真实。

科学家说任何一个星系中心都有一个以上黑洞存在，也就是说我们的星系是围绕着黑洞运行的，直到有一天黑洞把我们的星球吞噬。

猜想二：太阳系是以太阳为中心的，是不是也有黑洞呢？是不是太阳其实也和月亮一样永远是只有一面朝向我们地球，而它的背面就是一个不断吞噬任意物质的黑洞呢，这样可以解释为什么包括太阳在内的恒星，有着燃烧了几十亿年依然有燃烧不完的物质，也可以解释太阳不断膨胀的理由。

也可以解释恒星燃烧殆尽后，会变成白矮星最终塌陷成黑洞的原因，因为它本身就和黑洞是一体的，只是再也没有别的物质可吸，来添柴加火。

所以逐渐熄灭露出原始面目了。

就像一眼泉水，有补充的时候，不断的往外冒水，如果得不到补充，干涸后，就是一口枯井，可以吞噬着所有不小心掉进去的人或者别的东西！
我的猜想也仅仅是我一个人的猜想，物质的凝聚又是完全不同的过程。

从量子物理角度简单的解释一下，组成物质的粒子分为两类：费米子和玻色子。

费米子的自旋数是半整数（如质子，电子），服从泡利不相容原理，当温度降至费米能级（费米海）以下，费米子始终占据不同的能级，但是会向最低能级不断聚集；玻色子的自旋数是整数（如光子，中微子），在低温下不受泡利不相容的限制，
因而发生玻色-爱因斯坦凝聚，体系更像是一个超级原子。

通俗的讲费米子和玻色子就像两种人，在低温下有不同的性格。

费米子是个人主义者，各自处在不同的房间；玻色子是集体主义者，全都向同一个房间聚拢。

猜想三：如果宇宙中真的有黑洞，黑洞有无穷引力，连光也跑不出来，也就是说黑洞里处于原始状态时间，时间仍停留在黑洞诞生时的时间，几乎没有时间的原始状态时间即也就几乎没有空间，空间仍停留在黑洞诞生时的空间，也就是说黑洞里的时间永远停留在那一刻，或者那里面的时间是无穷的慢，几乎停止.它是和外界隔绝的空间，里面仍是几百亿年前的时间与空间，由于出现了时间的断层（停滞）和空间的隔绝，它是一个封闭的天体，其它物质不能进去，里面的东西也跑不出来，因为任何物质无法超越那个时间，无法达到那个速度去追（超越）那个时间，也就永远到达不了那个密闭的空间.但由于整个宇宙密度不均匀，密度极大的地方往往有我们所说的“暗天体”即黑洞，由于超强引力使得这些“暗天体”周围时空发生扭曲，空间严重变形，它的引力场以超过光速的速度将一切物质拉回来（包括光）既然光都不能从该场中逃逸，故我们看不到它，即使逃逸也在哪个封闭空间内逃，假使从刚形成黑洞瞬间那万分之一秒，一粒子开始逃逸，（该粒子指光）随着空间边界扩张的速度几乎同步逃逸，该粒子几乎位于空间边界处，里面寄存着大量大爆炸时的信息，黑洞里面的信息没有丢失，而是随时间逃到了空间的边界处.黑洞里的空间膨胀或收缩待定，但他的空间膨胀或收缩均是匀减速和匀加速两个运动过程.如果我们假设那个空间里站两个人，彼此相隔1米远，那么他们互相看到对方需要几百万年的时间；如果不幸闯入那里面，你瞬间看到了什么，信息将会亿万分之一秒保存，然后你被引力瞬间撕成碎片，你看到的信息在那一刻也将得到保存，亿万年之后这些信息也会随着时间向更远处逃逸.
四、小结
通过学习趣味物理学中天文学这门学科，我对天文学的定义、研究方向、研究领域、研究理论以及宇宙的起源及发展、黑洞的形成与各方面性质有了一个较为系统的了解。

它也丰富了我的知识体系，拓宽了我的知识面。

我期待世界各国科学家能够在黑洞研究方面取得更大的突破尤其是我国科学家们，同事也期待我国的科学事业的发展越来越好。