关于黑洞的疑问

Question

1 黑洞吸收的物质都到哪里去了?
2 黑洞的引力场将使时空弯曲,那黑洞不就成了时光隧道?
3 黑洞是由什么组成的
4 黑洞为何有那么强的吸引力

Answer 1

1、黑洞吸入的物质被分解成能量压缩到核心的奇点，密度无限大，只保留质量、电荷、角动量3个物理量。2、时空扭曲不一定是时光隧道，时光隧道指的是进行时空跃迁，跳跃到不同的时空区域，或回到过去，为此需要有负的时空曲率。而黑洞使时空扭曲导致时间变慢，对于你来说，你的时间趋于静止，这时的时空曲率是增大的，奇点附近时空被扭曲到无穷大的曲率。3、黑洞就是一个时空区域，里面除了核心的奇点几乎是虚空的，空间严重扭曲。黑洞核心是空间几何彻底破碎的地方，这也是广义相对论的一个缺陷，所以奇点处的解释需要借助量子力学。4、因为黑洞把大量的质量集中在很小的空间，根据广义相对论的方程，这实际上比牛顿的平方反比率增加的还要快，质量（能量）导致时空的弯曲，所以黑洞周围的空间弯曲很严重

，黑洞的引力就会很强。

Answer 2

[编辑本段]■【黑洞简介】
黑洞广义相对论预言的一种特别致密的暗天体。大质量恒星在其演化末期发生塌缩，其物质特别致密，它有一个称为“视界”的封闭边界，黑洞中隐匿着巨大的引力场,因引力场特别强以至于包括光子在内的任何物质只能进去而无法逃脱。形成黑洞的星核质量下限约3倍太阳质量，当然，这是最后的星核质量，而不是恒星在主序时期的质量。除了这种恒星级黑洞，也有其他来源的黑洞——所谓微型黑洞可能形成于宇宙早期，而所谓超大质量黑洞可能存在于星系中央。（参考：《宇宙新视野》）
黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见，这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它，只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。虽然这么说，但黑洞还是有它的边界，即”事件视界（视界）”．据猜测，黑洞是死亡恒星的剩余物，是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。另外，黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化到末期而形成的，质量小于钱德拉塞卡极限的恒星是无法形成黑洞的．（有关参考：《时间简史》——霍金 著）
■物理学观点的解释 黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脱离。对于地球来说，以第二宇宙速度（11.2km/s）来飞行就可以逃离地球，但是对于黑洞来说，它的第二宇宙速度之大，竟然超越了光速，所以连光都跑不出来，于是射进去的光没有反射回来，我们的眼睛就看不到任何东西，只是黑色一片。一些科学家认为光的速度比黑洞慢，所以被吸进去，当速度比黑洞快时就可以穿过黑洞边缘。
[编辑本段]【黑洞动力学】
为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界，我们需要讨论广义相对论。
■广义相对论相关
广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说，适用于行星、恒星，也适用于“黑洞”。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说，说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之，广义相对论说物质弯曲了空间，而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。
再让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先，考虑时间（空间的三维是长、宽、高）是现实世界中的第四维（虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向，但我们可以尽力去想象）。其次，考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。
爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景：石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些，虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块，则将产生更大的效果，使床面下沉得更多。事实上，石头越多，弹簧床面弯曲得越厉害。
同样的道理，宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样，质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害地多。
如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动，它将沿直线前进。反之，如果它经过一个下凹的地方 ，则它的路径呈弧形。同理，天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进，而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。
现在再来看看黑洞对于其周围的时空的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然，石头将大大地影响床面，不仅会使其表面弯曲下陷，还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现，若宇宙中存在黑洞，则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。
现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网球，会掉进大石头形成的深洞一样，一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且，若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。
我们已经说过，没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度，有一个比其周围环境要高一些的温度。依照物理学原理，一切比其周围温度高的物体都要释放出热量，同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量，黑洞释放能量称为：“霍金辐射”。黑洞散尽所有能量就会消失。
处于时间与空间之间的黑洞，使时间放慢脚步，使空间变得有弹性，同时吞进所有经过它的一切。1969年，美国物理学家约翰·阿提·惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。
我们都知道因为黑洞不能反射光，所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测，黑洞周围存在辐射，而且很可能来自于黑洞，也就是说，黑洞可能并没有想象中那样黑。霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子，这些粒子在太空中成对产生，不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后，有的就会消失在茫茫太空中。一般说来，可能直到这些粒子消失时，我们都未曾有机会看到它们。
霍金还指出，黑洞产生的同时，实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中，另一个则会逃逸，一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言，看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。
等恒星的半径小于一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指任何物质一旦掉进去，就再不能逃出，包括光。实际上黑洞真正是“隐形”的．(其实黑洞也不是隐形，因为“隐形"是指光可以通过该物体。而光不能通过黑洞。）
[编辑本段]【黑洞的特殊】
与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。
在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。不过，这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。
[编辑本段]【黑洞的划分】
■划分一
按组成来划分，黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞，二是物理黑洞。
暗能量黑洞
暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成，它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转，其内部产生巨大的负压以吞噬物体，从而形成黑洞，详情请看“宇宙黑洞论”。暗能量黑洞是星系形成的基础，也是星团、星系团形成的基础。
物理黑洞
物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成，具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时，我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大，可以有太阳系那般大。它的比起暗能量黑洞来说体积非常小，它甚至可以缩小到一个奇点。
■划分二
1972年，美国普林斯顿大学青年研究生贝肯斯坦提出黑洞"无毛定理"：星体坍缩成黑洞后，只剩下质量，角动量，电荷三个基本守恒量继续起作用。其他一切因素("毛发")都在进入黑洞后消失了。这一定理后来由霍金等四人严格证明。
由此,根据黑洞本身的物理特性，可以将黑洞分为以下四类。
(1)不旋转不带电荷的黑洞。它的时空结构于1916年由施瓦西求出称施瓦西黑洞。
(2)不旋转带电黑洞，称R-N黑洞。时空结构于1916-1918年由Reissner和Nordstrom求出。
(3)旋转不带电黑洞，称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。
(4)一般黑洞，称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。
[编辑本段]【黑洞的吸积】
黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。
天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一，而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期，当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天，恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂，进而通过吸积周围气体而形成的。行星——包括地球——也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。但是当中央天体是一个黑洞时，吸积就会展现出它最为壮观的一面。
然而黑洞并不是什么都吸收的,它也往外边散发质子.
[编辑本段]【黑洞的毁灭】
■萎缩直至毁灭
黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬.霍金于1974年做此预言时，整个科学界为之震动。
霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃，他结合了广义相对论和量子理论。他发现黑洞周围的引力场释放出能量，同时消耗黑洞的能量和质量（参考霍金的《时间简史》，我们可以认定一对粒子会在任何时刻、任何地点被创生，被创生的粒子就是正粒子与反粒子，而如果这一创生过程发生在黑洞附近的话就会有两种情况发生：两粒子湮灭、一个粒子被吸入黑洞。“一个粒子被吸入黑洞”这一情况：在黑洞附近创生的一对粒子其中一个反粒子会被吸入黑洞，而正粒子会逃逸，由于能量不能凭空创生，我们设反粒子携带负能量，正粒子携带正能量，而反粒子的所有运动过程可以视为是一个正粒子的为之相反的运动过程，如一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子从黑洞逃逸。这一情况就是一个携带着从黑洞里来的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的总能量少了，而爱因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的损失会导致质量的损失）。当黑洞的质量越来越小时，它的温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计，因为大黑洞辐射的比较慢，而小黑洞则以极高的速度辐射能量，直到黑洞的爆炸。

Answer 3

这个问题很复杂，牵扯的内容很多，不一定说的明白，希望对你有帮助。
1 黑洞吸收的物质都到哪里去了?
黑洞本身是一个质量和密度无穷大而体积为零的奇点。黑洞可能是超新星爆发的遗迹，也可能是宇宙形成早期高温高压的产物。若为宇宙早期形成，那么他的质量可能不大，也许只有地球上一座山的重量。若是超新星爆发的遗物的话，那它质量必须大于1.44倍的太阳质量，这是美籍印度物理学家钱德拉塞卡计算得出的。而实际的黑洞由于不断吸收外界质量而增加质量，所以质量远不止此。我们知道质量越大则自身万有引力越大。一个天体引力若大于原子内部的斥力的话，那么引力就克服斥力而造成天体灾难性的坍缩。也就是自身物质在引力作用下掉落到自身的中心。这样就将天体自身压缩，直至压缩成体积为零，也就是将自身所有的质量压缩到一个点上。即为奇点。此时，黑洞形成了。黑洞是一个点，该点质量极大，体积为零，密度无穷大，引力极大，时空曲率为无穷。由于引力极大大到光都无法逃逸。所以一切经过黑洞的物质都会被吸收，然后被压缩到奇点处，由于黑洞内部物质不可能逃离，所以我们得不到黑洞内部的信息，包括光，所以才称之为黑洞。

2 黑洞的引力场将使时空弯曲,那黑洞不就成了时光隧道?
首先任何有质量物体的存在都将导致时空弯曲，不光是黑洞，太阳，地球，包括你我，只要质量不为零，都将导致时空的弯曲，只不过质量越大导致的时空弯曲的曲率越大而已，而你我身体这一百来斤所造成的结果就忽略吧，呵呵。黑洞奇点处时空曲率为无穷。时空被极度扭曲。其实按照爱因斯坦相对论的说法，这个宇宙是不存在万有引力的，引力只不过是时空弯曲造成的必然的可测的结果罢了。时空弯曲的概念很难理解，你可以这样想象：在一张橡皮做成的有弹性的平面薄膜上（该平面代表时空），大质量物体的存在将导致这个平面的弯曲，比如，你将一个铅球放到薄膜上，由于铅球的质量，平面弯曲了，变成了曲面，这就是大质量物体导致时空弯曲的简单模式。若有一个小质量物体，如乒乓球，他的存在也可以导致该平面（时空）弯曲，不过曲率较小。若把小质量物体（乒乓球）以一定速度抛向大质量物体（铅球），那么它会绕着大质量物体旋转，直至落到大质量物体上。若速度适中切保持下去的话，则他会不停的绕着大质量物体旋转。这可以理解成小质量天体绕大质量天体公转。若乒乓球速度过快，那他在途经铅球时，由于铅球造成的时空弯曲，这会改变乒乓球的运行轨迹，但乒乓球速度足够快，他最终会逃离铅球。同样，地球绕日旋转就是因为速度适中，若慢一点点，地球就会掉到太阳上，快一点点，就会飞离太阳。而对于黑洞不然，只要你抵达黑洞的事件视界处，不管速度多块都会掉落到黑洞内部而被吞噬。

说的简单一点，物体在弯曲的时空中以最自然的方式运动，但在我们看不到时空弯曲的人类来说，就好像小质量物体绕大质量物体旋转，或掉落，或飞离。

还有时空隧道的问题，首先这只是科幻作者们的想象，没有一个科学工作者提出过这个概念。时空隧道从字面上看既是时间的隧道又是空间的隧道。空间隧道有人提出来过，也就是利用超强的能量将空间折叠从而创造两地的最短路径，也叫虫洞。但时间隧道就很麻烦，首先时间旅行是相对论所不允许的，如果相对论是对的，则时间旅行不存在，如果能够时间旅行，那么爱因斯坦就是错的。而且时间旅行这本身就是一个矛盾的概念，如果一个人通过实践旅行到了过去杀死了自己的母亲，，，，，，这不是很荒谬的事吗？

3 黑洞是由什么组成的
这个问题好办，中心的奇点，外部有一个叫做事件视界的界面。奇点内部就是极高的被压缩成一个点的质量，这些质量可能是一个星系，一个恒星，一个行星，一粒灰尘，或者一条倒霉的狗组成的。事件视界是从黑洞中发出的光所能到达的最远距离，也就是黑洞最外层的边界。这个边界内部一切东西都逃不出来，包括光，界面处的物体若速度为光速，则会绕奇点旋转，所小于光速就会掉落到内部。外部的物体会收到黑洞的影响而改变运动轨迹。也就是说事件视界是一个不想进入黑洞的旅行者的底线，你若在其外部还有可能逃跑，若到达事件视界则永远离不开了。如果是光速，他还可以绕行，若慢一点，，，，就祈祷吧。。所以事件视界是我们能够“看到”的黑洞边缘，看到的是什么，真正的漆黑，甚至连黑都没有，那就是虚无。

4 黑洞为何有那么强的吸引力
这个问题更好办，因为黑洞都具有极高的质量，质量越大，万有引力越大。而且越靠近黑洞，时空曲率越大，外界物体越难逃离，到了事件视界处，时空曲率为无穷。 所以一切物体无法逃离，这就表现为极高的引力。

顺便补充一句让人很恐惧的话，黑洞是时间和空间的终点。在奇点处，空间缩为零，时间停止。一切消失。这已经不能找科学家来帮忙了。因为科学家们尚且可以告诉我们空间为零的概念。而时间的终点恐怕他们就解释不了了，我们只好去借助神学和宗教。呵呵。

Answer 4

宇宙大爆炸理论应该有听说过吧,根据这个理论现在宇宙仍然在膨胀着,黑洞散发出来的能量会随着宇宙的膨胀而变的稀疏(1焦耳的能量以内能存在于非常大的空间里温度会非常低).所以........你懂的

在说下,黑洞的辐射和我们普通的热辐射的不完全一样的.在宇宙中会经常出现一些成对的微小粒子,其中一个带有正能量,另一个带负能量,他们出现后在极短时间内就会相遇而消失,整个过程不违反能量守衡.但在黑洞边缘出现这种情况时,黑洞会把带有其中其中一个粒子吸走,若吸入了负能量的粒子,另一个粒子逃离了和同伴相遇而消失的命运逃到宇宙中.吸入的负能量会消耗黑洞内的正能量,而逃离的粒子(正能量)就像是从黑洞内逃出来一样,这就是霍金辐射.全过程并无产生能量,所以也不违反能量守衡(其实消耗的是黑洞内的质量,相对论里说质量和能量是等效的E=mc^2 E是能量`m是质量`c^2是光速的2次方).

Answer 5

1物质都被压碎，黑洞中只有质量、电荷、角动量还有意义。
2黑洞的强大引力使时空扭曲，但不是时空隧道，并不能利用黑洞进行时空跃迁，虫洞可以进行跃迁，黑洞可能跟虫洞连通。
3黑洞并不是实实在在的星球，而是一个几乎空空如也的天区。黑洞又是宇宙中物质密度最高的地方，地球如果变成黑洞，只有一颗黄豆那么大。原来，黑洞中的物质不是平均分布在这个天区的，而是集中在天区的中心。这些物质具有极强的引力，任何物体只能在这个中心外围游弋。一旦不慎越过边界，就会被强大的引力拽向中心，最终化为粉末，落到黑洞中心。
4黑洞内部所以有这么强大的引力，这和它的形成有关。一颗质量超过太阳20倍以上的恒星，经过超新星爆发后，剩余部分的质量一般仍要超过太阳质量的2 倍以上。这部分物质自身引力非常强大，从而发生急剧坍缩。尽管在坍缩过程中内部也会产生一些抵抗坍缩的压力，但在如此强大的引力面前，无异于螳臂挡车。随着坍缩加剧，分子、原子乃至原子核都会被挤破，最终形成极高密度的引力中心。