除了自己的无知，我什么都不懂。
－苏格拉底
以来本文点击数38,784
本站点击数17,019,868
昨日点击数 5,261
今日点击数 2,078
- 卢昌海 -
本文系《中学生天地》杂志约稿， 发表稿略去了注释， 发表时的标题经编辑修改为 “有关黑洞的前世今生”
如果要在科学术语当中评选几个最吸引大众眼球的术语， 黑洞 (black hole) 无疑会名列前茅。
这个试图用引力把自己遮盖得严严实实的家伙不仅频繁出没于科幻故事中， 而且在新闻媒体上也有不低的出镜率。
前不久， 一条有关美国国家航空航天局 (The National Aeronautics and Space Administration， 简称 NASA) 的
“钱德拉” X 射线太空望远镜 (Chandra X-ray Observatory)
发现 “最年轻黑洞” 的新闻就被媒体竞相转载。 而有关大型强子对撞机 (Large Hadron Collider， 简称 LHC)
有可能因产生微型黑洞而毁灭地球的传闻， 更是不仅在过去几年时间里反复出现在各大媒体的显著位置上，
而且还将美国和欧洲的司法界都卷入其中——因为有人试图通过法律手段来制止对撞机的启用， 以 “拯救” 地球。
在对撞机开始试运行的 2008 年 9 月， 在印度甚至还发生了 “一个 ‘黑洞’ 引发的血案” ——一位 16
岁的花季女孩据说因担心微型黑洞毁灭世界而自杀。
这个搅起了如此风波的黑洞究竟是什么东西呢？ 我们就围绕这两组新闻来谈谈它吧。
黑洞这个概念的起源通常被回溯到 1783 年， 虽然那跟我们如今所说的黑洞其实没太大关系。
那一年， 英国地质学家米歇尔 (John Michell) 利用牛顿万有引力定律和光的微粒说推出了一个有趣的结果，
那就是一个密度与太阳一样的星球如果直径比太阳大几百倍， 它的表面逃逸速度将会超过光速。
这意味着该星球对远方观测者来说将成为一颗 “暗星” (dark star) ——因为作为微粒的光将无法从它表面逃逸。
不久之后 (1796 年)， 法国数学家拉普拉斯 (Pierre-Simon Laplace)
在其著作《世界体系》(Exposition du système du Monde) 中也提出了同样的结果。
这个如今看来只有中学水平的结果， 就是黑洞概念的萌芽。
但这个萌芽很快就枯萎了。
枯萎的原因是它所依赖的前提之一——光的微粒说在科学界失了宠， 被所谓光的波动说所取代。 光的波动说顾名思义，
就是把光看成是一种波。 但牛顿引力对这种波会有什么影响？ 却是一个谁也答不上来的问题。 既然答不上这个问题，
光能否从星球表面逃逸之类的问题也就无从谈起了。 因此自《世界体系》的第 3 版开始， 拉普拉斯悄悄删除了有关 “暗星”
的文字， 他这个 “与时俱进” 的做法基本上为牛顿理论中的黑洞概念画上了句号。
黑洞概念的卷土重来是在 20 世纪的第二个十年。 那时侯， 爱因斯坦 (Albert Einstein) 于 1915 年底提出了广义相对论
(general relativity)。 1916 年初， 一位被第一次世界大战的战火卷到前线， 且罹患天疱疮 (pemphigus)， “阳寿”
只剩五个多月的德国物理学家施瓦西 (Karl Schwarzschild) 得到了广义相对论的一个后来以他名字命名的著名的解——施瓦西解
(Schwarzschild solution)。 从这个解中， 我们可以得到很多推论， 比方说如果把太阳压缩成一个半径不到 3
公里的球体， 外部观测者就将再也无法看到阳光，
这就是一种现代意义下的黑洞——施瓦西黑洞。 与米歇尔和拉普拉斯的 “暗星” 不同， 现代意义下的黑洞具有很丰富的物理内涵，
并且不依赖于象光的微粒说那样的前提。
遗憾的是， 施瓦西解的那些推论在很长的一段时间里不仅没有被人们所完全了解， 反而遭来了一些针对黑洞的反对意见。
就连爱因斯坦也曾提出过一些如今看来很幼稚的反对意见。
不过 “东边不亮西边亮”， 另一个方向上的研究——即对白矮星 (white dwarf) 的研究——却殊途同归地将科学家们引向了黑洞。
白矮星是耗尽了核聚变原料后的老年恒星， 它们的质量与太阳相仿， 块头却跟地球差不多， 因而密度极高
(一汤匙的白矮星物质的质量可达好几吨)。 白矮星的发现给科学家们带来了一个问题： 我们知道， 恒星之所以能稳定地存在，
是因为内部核聚变反应产生的巨大的辐射压强抗衡住了引力。
但象白矮星那样不具有大规模核聚变反应的天体又是如何 “维稳” 的呢？ 这是一个很困难的问题。
但幸运的是， 当人们为这一问题伤脑筋时， 一门新兴学科——量子力学——已经成熟了起来，
在量子力学中有一条原理叫做泡利不相容原理 (Pauli exclusion principle)。 按照这条原理，
电子是一群极有 “个性” 的家伙， 每一个都坚持拥有独一无二的状态。 如果你想压制这种 “个性”，
它们就会 “殊死抗争”， 这种抗争在宏观上会体现为一种巨大的压强，
叫做 “电子简并压” (electron degeneracy pressure)。 白矮星主要就是依靠这种压强来抗衡引力的。
当时很多人认为， 这就是恒星的终极 “养老方案”， 因为计算表明， “电子简并压”
在任何情况下——即对于任何质量的恒星——都足以抗衡引力。
但一位印度年轻人无情地粉碎了这个美好的 “养老方案”， 此人名叫钱德拉塞卡 (Subrahmanyan Chandrasekhar)，
本文开头提到的发现 “最年轻黑洞” 的 “钱德拉” X 射线太空望远镜就是以他的名字命名的。
1930 年， 本科刚毕业的钱德拉塞卡在研究白矮星时发现了一个出人意料的结果， 那就是如果将相对论效应考虑在内，
电子简并压将大为减弱， 尤其是， 当白矮星的质量超过太阳质量的 1.4 倍时， 电子简并压将无法抗衡引力。
可电子简并压是当时已知的能使老年恒星抗衡引力的唯一机制， 如果这一机制不管用了， 那老年恒星的命运会是什么呢？
这一新问题使很多人深感不安， 其中包括重量级的英国天文学家爱丁顿 (Authur Eddington)。 爱丁顿表示，
钱德拉塞卡的结果是荒谬的， 大自然是一定会让晚年恒星 “老有所依” 的。
用今天的眼光来看， 这是一种没什么说服力的单纯信念式的表态。 不过在当年，
这种表态却给钱德拉塞卡带来了很大的麻烦， 他的论文直到一年多之后， 才在遥远的美国找到一份杂志发表。
黑洞因吞噬物质而发射 X 射线
后来人们知道， 恒星的 “养老方案” 其实不是唯一的， 当电子简并压无法抗衡引力时， 老年恒星还有另一种归宿，
那就是中子星。 这是一种密度比白矮星还高一亿倍 (从而一汤匙物质的质量可达几亿吨) 的天体，
它依靠的是与电子简并压相类似、 但更为强大的中子简并压。 不过可惜的是， 后者的强大也是有限度的，
当中子星的质量超过太阳质量的 3 倍多时， 中子简并压也会在巨大的引力面前败下阵来，
这时的恒星就真的没救了， 它的归宿只有一个， 那就是黑洞。
因此黑洞不仅是施瓦西解 (以及后来发现的若干其它解) 的推论， 更是大质量恒星演化的必然归宿。
但所有这些都只是理论， 接下来的问题是： 象黑洞那样 “黑” 的东西， 如何才能得到观测上的证实？ 答案是：
“解铃还需系铃人”， 能帮助我们观测黑洞的， 恰恰是那个使黑洞变 “黑” 的幕后推手——引力。
黑洞虽然不发光， 它的巨大引力却足以造成许多极为显著的观测效应，
比方说， 如果黑洞附近有足够多的物质， 甚至有大质量的伴星，
黑洞的巨大引力就会吞噬那些物质， 而那些物质则会在掉进黑洞之前 “垂死挣扎”——因剧烈碰撞等原因而发射出强烈的
X 射线。 探测这种 X 射线因此而成为了探测黑洞最重要的手段之一。
好了， 现在我们可以回过头来谈谈本文开头提到的那两组新闻了。 “钱德拉” X 射线太空望远镜之所以能用来寻找黑洞，
正是利用了物质在掉进黑洞之前会发射出强烈的 X 射线这一特点。 而此次发现的黑洞之所以被称为
“最年轻”， 是因为它只有 30 多岁。 我们怎么知道它只有 30 多岁呢？ 因为它是 1979 年观测到的一次超新星爆发的遗迹。
不过要补充说明的是， 这个黑洞位于距我们约 5000 万光年之遥的一个漩涡星系中， 我们如今观测到的乃是它在 5000 万年前所发射的
X 射线， 因此它的真正年龄其实是约 5000 万岁而不是 30 多岁。 我们又怎么知道它是黑洞呢？
那是因为天文学家们利用 X 射线能谱等数据估算了它的质量， 结果约为太阳质量的 5-10 倍，
超过了中子星的最大可能质量。 这就是 “最年轻黑洞” 这一头衔的由来。
大型强子对撞机
接下来再谈谈所谓大型强子对撞机有可能因产生微型黑洞而毁灭地球的传闻。
大型强子对撞机是一个设计能量为 7 万亿电子伏特 (7 TeV) 的对撞机。 那样的对撞机会产生黑洞吗？ 按照广义相对论，
答案是否定的。 因为这种万亿电子伏特 (TeV) 量级的能量在微观上虽然很高， 用宏观标准来衡量却是微乎其微的，
只不过是千万分之一焦耳的量级， 这一丁点儿能量若想形成黑洞， 除非是把它压缩到一个线度为一千亿亿亿亿亿亿分之一米
(10-51 米) 的区域内， 这比所谓的普朗克长度 (Planck length) 还小得多，
与大型强子对撞机所能触及的最小线度相比， 更是只有后者的一亿亿亿亿分之一 (10-32)。
因此按照广义相对论， 大型强子对撞机是绝不可能产生微型黑洞的。
既然如此， 为什么仍有那么多人担心微型黑洞呢？ 因为他们背后有 “军师” 在指点， 那些 “军师” 为他们的担心注入了一条重要理由，
那就是在某些现代物理理论——比如超弦理论 (superstring theory)——中， 时空有不止四个维度。
由于引力与时空密切相关， 因此时空若有不止四个维度，
引力的规律也将有所不同， 而引力的规律一旦不同， 产生黑洞的条件就会发生变化。
理论计算表明， 在那些带有额外维度的理论中， 确实存在一些尚未被实验所排除的参数范围，
使得大型强子对撞机有可能产生黑洞。
这么一来， 事情就不太妙了。 虽然那些认为时空有不止四个维度的理论目前还都只是假设性的，
而那些使大型强子对撞机能产生黑洞的参数范围更是假设中的假设。 但无可否认的是，
有不少物理学家对那样的理论寄予厚望。 因此，
那样的理论所允许发生的事情即便只是假设性的， 也不容忽视。 毕竟，
我们只有一个地球， 实在不敢拿她去赌哪怕最细微的风险。
幸运的是， 即便那些假设性的理论是正确的， 并且参数也恰好处在能使大型强子对撞机产生黑洞的范围内，
那样的黑洞依然是不可能毁灭地球的。 因为黑洞还有一个我们尚未介绍的重要特点， 那就是它并不是完全 “黑” 的。 1974 年，
英国物理学家霍金 (Stephen Hawking) 发现， 由于量子效应的影响， 黑洞会向外辐射能量。 这种所谓的霍金辐射
(Hawking radiation) 对于大质量黑洞来说是微乎其微的， 但对微型黑洞却极为显著，
而且在时空有不止四个维度的情况下依然存在。 计算表明， 由于霍金辐射的存在， 即便大型强子对撞机能够产生黑洞，
那些黑洞也会在瞬息之间就 “人间蒸发”， 别说毁灭地球， 就连侵吞一两个原子都未必来得及。
至此， 大型强子对撞机有可能因产生微型黑洞而毁灭地球的传闻似乎该烟消云散了。 但事实却不然，
有些人依然表示怀疑， 因为霍金辐射尚未被观测证实过。
虽然有关微型黑洞毁灭地球的担心本身也是建立在尚未被观测证实过的理论之上的，
但当科学家们用同样类型的理论来回答他们的担心时， 有些人却拒绝接受。 对于这种近乎偏执的怀疑，
有一样东西可以替科学家们作出回应， 那就是宇宙射线。
大型强子对撞机是人类迄今所建能量最高的对撞机， 但浩瀚的宇宙却有各种办法产生比那高得多的能量。
观测表明， 我们所栖居的地球每秒钟都会受到十万次以上的超高能宇宙射线的轰击，
那些宇宙射线与地球物质发生碰撞时所具有的能量比大型强子对撞机的能量更高，
而且那样的轰击自地球诞生以来， 在长达 45 亿年的时间里从未间断过， 相当于每时每刻都有大型强子对撞机在运行。
如果大型强子对撞机果真有产生微型黑洞并毁灭地球的风险， 无论其理论机制是什么， 那样的风险都早该被宇宙射线转化为现实了。
我们今天仍能坐在地球上争论这一问题本身， 就很好地说明了那样的风险并不存在。
事实上， 如果我们把眼光放得更远一点， 那么不仅地球每时每刻都受到大量超高能宇宙射线的轰击，
表面积是地球一万多倍的太阳更是一个大得多的靶子， 如果那样的轰击有危险的话，
象太阳那样的庞然大物无疑会比地球死得更快。 因此， 包括太阳在内所有恒星的存在全都是极强的证据，
表明大型强子对撞机因产生微型黑洞而毁灭地球的风险是完全可以排除的。
事实上， 大型强子对撞机若果真能产生微型黑洞的话， 那不但不是什么风险， 反而是了不起的实验成就，
因为那不仅是对某些现代物理理论的绝佳检验， 而且还是研究霍金辐射的最好、 甚至有可能是唯一的直接手段。
本文的讨论期限已过， 如果您仍想讨论本文，请在每个月前七天的 “读者周” 期间前来讨论。扫二维码下载作业帮
2亿+学生的选择
下载作业帮安装包
扫二维码下载作业帮
2亿+学生的选择
黑洞为什么能射出物质?我知道黑洞是物质密度很大的天体,甚至连光都逃不出它的引力,但是为什么黑洞吞噬周围的物质时,还能射出很多粒子和射线呢?这些粒子和射线能比光速快么?.我想知道为什么能射出来,为什么能超越光速?（好吧我问了个所有人都不知道的问题）
单身贵族113
扫二维码下载作业帮
2亿+学生的选择
变到最后阶段的恒星（恒星—白矮星—中子星—夸克星—黑洞）.由中子星进一步收缩而成,有巨大的引力场,使得它所发射的任何电磁波都无法向外传播,变成看不见的孤立天体,人们只能通过引力作用来确定它的存在,故名黑洞.[编辑本段]自然界的黑洞
[拼音] [hēi dòng]
[ Astronomy ] The Black Hole
【黑洞的诞生】
在相对论中,黑洞是由大质量恒星爆炸所产生的.例如太阳的寿命截止时,也将会形成黑洞.
【黑洞简介】
广义相对论预言的一种特别致密的暗天体[1].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(即组成光的微粒,速度c=3.0×10^8m/s)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》）黑洞可以经由电子仪器观查到.
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,黑洞是死亡恒星的演化物,是在特殊的大质量超巨星坍缩时产生的.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》——霍金著和《果壳中的宇宙》——霍金著）
■物理学观点的解释 黑洞其实也是个星球,只不过它的密度极大,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).对于地球来说,以第二宇宙速度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,光速已经是极限速度了.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.
■是否存在黑洞 黑洞可能是宇宙中最神秘的地方,自从黑洞理论提出以来,爱因斯坦和霍金都肯定了黑洞的存在,绝大多数科学家都致力于寻找黑洞确切存在的证据来完善黑洞理论,美国航空航天局甚至要给附近的黑洞做“人口普查”.但是,有一批美国科学家目前却提出全新的看法,认为所谓的黑洞根本是子虚乌有.
【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[2]（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.）
为您推荐：
其他类似问题
扫描下载二维码宇宙黑洞|黑洞周围发射出X射线？什么会将物质拖向黑洞？ - 科学 - 至诚财经网
至诚-中国金融理财门户网站
黑洞周围发射出X射线？什么会将物质拖向黑洞？
　　=====推荐阅读=====
　　=====全文阅读=====
　　至诚财经网()08月04日讯
　　据国外媒体报道，NASA望远镜已经确定许多不断释放X射线黑洞，当十分高能X射线黑洞仍然没有踪迹，经过NASA望远镜获得数据，人们可以释放高能X射线黑洞。
　　随着黑洞不断增长，它们巨大的引力会将物质拖向黑洞。物质被加热到超高温，颗粒被加速到接近光速。综合这些因素，这些过程使得黑洞周围发射出X射线。若一个超大质量黑洞具有充足的燃料或气体供应，它们便会散发出高能X射线。
　　NuSTAR是首个能够集中将这些高能X射线形成清晰图像的望远镜。Harrison表示，在NuSTAR之前，这些高能X射线背景只是一片模糊，为了搞清楚那里究竟发生了什么，就必须定位并计算出每个独立的X射线源。
客户投诉：
市场商务：
广告合作：QQ:
意见反馈：
工作时间：周一至周五8:30-18:00
公司地址：厦门软件园二期观日路26#404-1【高能γ射线】能从黑洞视界内逃出来?【天文吧】_百度贴吧
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&签到排名：今日本吧第个签到，本吧因你更精彩，明天继续来努力！
本吧签到人数：0成为超级会员，使用一键签到本月漏签0次！成为超级会员，赠送8张补签卡连续签到：天&&累计签到：天超级会员单次开通12个月以上，赠送连续签到卡3张
关注：169,190贴子：
【高能γ射线】能从黑洞视界内逃出来?收藏
根据光速不变理论，真空介质电磁波始终等于3×10^8m/s电磁波从黑洞视界内向外发射时一直以光速前进但引力可以引起电磁波红移，可能电磁波未达到视界其能量减少为0那么根据光子能量E=hγ，黑洞视界内只要光的波长足够小，光子初始能量hγ大于逃逸黑洞所需能量GmM/r(光子静质量为0)一直以光速逃离黑洞，一定能逃离视界
「国美」,专业的综合网购平台,专柜正品,全网低价.支持货到付款,7天包退,15天包换!
如果以光的动质量计算，那么视界r是史瓦西半径的一半
那得需要多大的能量呀？
物理吧欢迎你.........
宇宙吧欢迎你
出门左拐宇宙吧
出门右拐物理吧楼主这里是器材讨论专属吧，你丢出来一堆公式，我们看不懂呀
谁告诉你能量足够大就可以逃离黑洞了？在黑洞内部，根本没有一个方向能离开视界，只能指向黑洞中心。
有个东西好像叫无限红移面
「住哪里都是携程」订酒店上携程,全场2折起!携程在手,说走就走!住酒店每间夜送100元酒店消费券,多住多得!折扣更低!优惠更多!
另外在黑洞里不可能是光速吧，黑洞又不是真空
登录百度帐号推荐应用“慧眼”窥探黑洞为啥耍脾气(图)
X射线调制望远镜卫星“慧眼”发射升空
昨日，中国首颗X射线天文卫星“慧眼”从酒泉卫星发射中心升空，它将揭示宇宙中惊心动魄的图景：黑洞吞噬被撕裂的星星、脉冲星疯狂旋转、宇宙深处猛烈的爆炸……
据国防科工局消息，这颗卫星全称为硬X射线调制望远镜，由长征四号乙运载火箭送入550公里近地圆轨道。它将巡视银河系中的X射线源，详细研究黑洞和脉冲星，并监测伽马射线暴，探索利用脉冲星为航天器导航。
活捉黑洞脉冲星“慧眼”重约2.5吨，载荷重量981公斤，其上同时安装了高、中、低能三组X射线望远镜，实际上是一座小型空间天文台。
据中科院高能物理研究所研究员、卫星有效载荷总设计师卢方军介绍，这颗卫星首次实现了1－250keV的能区全覆盖，有利于从不同能段来观测和研究X射线天体的辐射机制。
“慧眼”的探测面积很大，尤其是高能望远镜的探测面积超过了5000平方厘米，是国际上同能区探测器中面积最大的。
由于“慧眼”有较大的视场，巡天银河系是它最重要的使命。“我们预期会发现一些新的黑洞和中子星。”“慧眼”研究首席科学家张双南说。
黑洞还隐藏着很多秘密。“黑洞能产生X射线等各种辐射，还有可能产生高能宇宙线以及强烈的喷流。它们究竟在干什么？现在人类只有二三十个黑洞的样本，对已发现的黑洞我们也希望研究得更清楚，找到黑洞只是开始。”张双南说。
据他描述，黑洞有时很“冷静”，有时很“暴躁”。当它“发脾气”时，产生的X射线流强特别高。国外的卫星适合看“安静”的黑洞，而“慧眼”特别适合看“暴躁”的黑洞和中子星。
“我们还不知道为什么有些黑洞"发脾气"，所以我们希望对银河系的黑洞和中子星做比较详细的普查。”张双南说。
此外，“慧眼”还要给宇宙中诡异的中子星（脉冲星）“把把脉”。“我们还不清楚中子星的内部是什么。它们具有超强的引力场、电磁场和核密度，可谓极端物理的天然实验室。通过研究中子星的X射线，可以测量其表面的磁场强度，研究高密度、强磁场下物质的性质。”张双南说。
期待意外发现
人类已探测到几次引力波，但科学家急切想找到与引力波相对应的电磁波信号，这也是“慧眼”的一项重要使命。
参与研究的科学家熊少林说，目前引力波事件的定位精度还很差，如果在其发生的同时或者相近时间，在其相同位置发现电磁信号，联合分析引力波信号和电磁信号会获得更多关于爆发天体的信息。一些科学家怀疑伽马射线暴很可能是引力波事件的电磁对应体。
张双南说：“已经发现的引力波还没有一个找到电磁对应体。如果只在一个波段观测，往往信息是不完整的，所以我们非常希望看到引力波产生时也有X射线、伽马射线或其他波段的信号，这些熟识的电磁波信号能帮助我们更好地认识引力波。”
“如果能发现引力波的电磁对应体，这将成为"慧眼"最精彩的科学成果。”张双南说。
“我们的望远镜会发现很多我们以前不知道的现象，甚至是全新的天体，我们对此非常期待。但它最终有什么样的发现，现在谁也不知道，天文研究中最有趣的发现都是意外的。”张双南说。
稿件均据新华社“慧眼”致宇宙黑洞的一封信
中国首个空间X射线天文卫星“自白”
宇宙深处的黑洞：
你好，我是“慧眼”，一颗来自中国的空间X射线天文卫星。我首次进入太空，飞行在距地550公里圆形轨道上，专门为你而来。
再过几天，等我身上的科学仪器加电“技能全开”后，“扫描”银河系、监视恒星爆发、测量黑洞质量等科学探索任务都将展开。中国科技人员用6年多时间将我锻造成聪明好用的“宇宙星探”，希望能探寻星空的奥秘。科学家视我为“X射线天文学发展史上的一座里程碑”。有了我，中国的空间科学探索值得期待。
我为宇宙深处的黑洞而生，专业名称叫“硬X射线调制望远镜卫星”，我与硬X射线以及黑洞的关系还得从头说起。
从1964年美国探空火箭所携带的探测器发现的第一个黑洞——天鹅座X1，到2014年美国科幻大片《星际穿越》描绘了黑洞的模样，人类对你这个吞噬一切的神秘天体的探寻和想像从未停止。
今天的科学家已经知道，当物体被黑洞或者中子星等致密天体的引力捕获后，会以螺旋运动掉向中心天体，速度越来越快，温度越来越高，最后会发出强烈的比一般X射线能量还高的硬X射线。
换句话说，探测宇宙中的硬X射线对人类了解黑洞等致密天体的活动，揭示宇宙奥秘非常重要。但硬X射线不能穿透地球大气层，因此，飞出大气层，探测黑洞等天体发出的硬X射线的重任就落在我的肩头。
在未来4年多的时间里，我身上的高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等科学仪器能帮我将以我为圆心的全宇宙360度的范围纳入视野之内。
我可以“扫视”：对银河系进行大天区巡天和扫描，发现新的高能天体；也可以“凝视”：对几十个经典的X射线源进行长时间的定点观测，测量一批黑洞的质量和自传参数，以及中子星表面的磁场强度、质量和半径，为甄别黑洞形成和中子星内部性质的理论模型提供依据。
用我的首席科学家张双南的话说：“借助我的伽马射线暴工作模式，能获取新的伽马射线暴及其他剧烈爆发现象，这些将帮助人类进一步理解高能剧烈爆发天体的基本属性，研究宇宙深处大质量恒星的死亡以及中子星并合等过程中的黑洞形成。”
责任编辑：
声明：本文由入驻搜狐号的作者撰写，除搜狐官方账号外，观点仅代表作者本人，不代表搜狐立场。
今日搜狐热点}