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黑洞,逃逸速度超过光速的天体

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黑洞,逃逸速度超过光速的天体

黑洞(英文名Black Hole)是广义相对论所预言的时空曲率大于光速的天体。它的基本特征是具有一个封闭的视界,外来的物质和辐射可以进入视界内,而视界内的物质却不能跑出视界外。

它是由位于其中心的奇点和奇点周围一定范围内的时空区域构成的。1916年,德国科学家卡尔•史瓦西通过对爱因斯坦场方程的运算证明了黑洞的存在。

2019年,人类获取了黑洞的首张照片。广义相对论下,黑洞拥有极简的物理特征,仅由质量、角动量和电荷三个物理量唯一确定。

随着量子理论的渗入,它又呈现出熵、温度等丰富的物理性质。“黑洞”这个名字是美国科学家约翰·惠勒在一次学术会议上给出的。

它是质量足够大的恒星在演化末期坍缩而形成的,通过吸积成长,随量子辐射而蒸发衰亡。虽然黑洞表面的逃逸速度大于光速,没有光线能从其表面射出,人类仍可通过黑洞的吸积和喷流等所辐射的X射线获知它们的存在讯息。

奇点和视界面是黑洞结构的共同特征。对黑洞的预言,是广义相对论理论研究中的巨大成果;黑洞无毛定理的诞生,为黑洞理论研究提供了最简模型;人们通过黑洞的透镜效应,不仅看到了类似“日珥”这样的太空奇景,还能了解到黑洞背后的星空。

二百多年来,无数科学家在探索黑洞的道路上留下了自己的足迹。而今,人类已发现了许许多多大小不同的黑洞,了解到了黑洞的很多方面,科学家们还先后两次“捕获”到了黑洞的照片,并利用黑洞合并探测到了引力波。

引力波的发现为人类探索黑洞及整个宇宙提供了新媒介。

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