一,科学
1,“黑洞”提出
20世纪初,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真空解,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博尔德惠勒命名为黑洞。所谓黑洞,就是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体。
2,黑洞如何形成
它的形成过程类似于中子星:某一恒星灭亡之际,核心在自身重力作用下迅速地收缩,塌陷,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,也就是所谓的黑洞。
3,恒星为何坍塌
通常恒星最初只含氢元素,恒星内部的氢原子核时刻相互碰撞,发生聚变。由于恒星质量很大,聚变发生的能量与恒星的万有引力抗衡以维持恒星结构稳定。由于氢原子核的聚变产生新的元素-氦元素,接着,氢原子核也参与聚变,改变结构,生成锂元素,如此类推,直至铁元素生成,该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相对稳定,参与聚变时释放的能量小于所需能量,因而聚变停止,而铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部不具有足够能量和质量与巨大的恒星的万有引力抗衡,从而引发恒星坍塌,最终形成黑洞。
4,黑洞蒸发
霍金曾证明,每个黑洞都有一定温度而且温度的高低与黑洞的质量成反比,也就是说,大黑洞温度低,蒸发也微弱;小黑洞的温度高蒸发也强烈。相当于一个太阳质量的黑洞,大约要一乘以十的六十六次方才能蒸发殆尽;相当于一颗小行星质量的黑洞会在一乘以十的负二十一次方秒内蒸发的干干净净。
5,黑洞毁灭
霍金曾结合广义相对论和量子理论,他发现黑洞周围的引力场释放能量,同时,也消耗黑洞的能量和质量,直到黑洞毁灭。
6,白洞
对于黑洞,科学家认为:它也有可能是一个与黑洞类似的封闭的边界,但与黑洞不同的是,白洞内部的物质和各种辐射只能经边界向边界外部运动,而白洞外部的物质和辐射却不能进入其内部,也就是说,白洞好像一个不断向外喷射物质和能量的源泉,它向外界提供物质和能量,却不吸收外部的。白洞到目前为止,这仅是科学家的想法,至今还没有观察到任何白洞可能存在的证据。但最新的研究可能会得出惊人的结论,即:白洞很有可能是“黑洞本身”,也就是黑洞在这一端吸收,在另一端发射。而且,能量和质量是可以互相转化的,这从理论上预言了“黑洞-白洞一体化”的可能。但这到底正不正确就不得而知了。