1.写点关于黑洞的论文,肤浅一些的,看着像自己写的,稿纸5页
1975年,霍金以数学计算的方法证明黑洞由于质量巨大,进入其边界的物体都会被其吞噬而永远无法逃逸。
黑洞形成后就开始向外辐射能量,最终将因为质量丧失殆尽而消失。而这种辐射并不包含黑洞内部物质的信息。
这些信息应当在黑洞中保留下来。但是一旦黑洞消失,这些信息也就丧失了。
这些信息的去向之谜就构成了所谓的“黑洞悖论”。而该假说与量子物理学的理论背道而驰。
量子物理学认为,类似黑洞这样质量巨大物体的信息是不可能完全丧失的。 美国科学家质疑相对论 宇宙中并不存在“黑洞”? 据美国媒体报道,美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室物理学家乔治·卓别林(GeorgeChapline)表示,宇宙中并不存在着所谓的“黑洞”,并认为人们通常所指的黑洞神秘物 质实际上是“黑能(dark-energy)星体”。
长期以来,黑洞已经成为了科幻小说中的重要材料之一。不少人认为,天文学家可以通过间接方式来观察到黑洞的存在,而巨型恒星死亡后就会形成黑洞。
但卓别林认为,恒星死亡只会形成“黑能”物质。过去数年中,天文学家对银河系的观察表明,宇宙的70%左右是一种奇怪的“黑能”所组成,正是它们在加速着宇宙的膨胀。
卓别林说:“几乎可以肯定地说,宇宙中并不存在着黑洞。” 黑洞是爱因斯坦广义相对论中最为著名的预言之一。
广义相对论解释了受巨型恒星重力影响,会导致时空结构产生扭曲的现象。该理论认为,当某颗恒星死亡后,会受自己的重力影响而缩成一个点。
但卓别林却认为,爱因斯坦本人也不相信黑洞的存在。 1975年,量子力学专家们表示,黑洞边界确实发生了一些奇怪的事情:遵守量子法则的物质对轻微干扰变得极为敏感。
卓别林说:“这个发现很快就被大家忘记了,因为它不符合广义相对论的预言。然而今天看来,它却是完全正确的发现。”
他认为,这种奇怪的活动正是时空“量子阶段转变”的证据。卓别林认为,死亡后的恒星并不会简单地形成一个黑洞,而是在该时空内部,它却充斥着黑能,并具备重力影响。
卓别林称,在某颗黑能星的“表面”,它看起来很像一个黑洞,并能制造强大的重力牵引。然而在它的内部,黑能的“负”重力又有可能将物质重新弹出来。
如果某颗黑能星体积很大,任何反弹出来的电子转变成了正电子,然后会在高能辐射中消灭其他电子。
2.宇宙奥秘探索之黑洞论文
1970年,美国的“自由”号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座X-1,位于天鹅座X-1上的是一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球,该星球被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。
天文学家一致认为这个物体就是黑洞,它就是人类发现的第一个黑洞。1928年,萨拉玛尼安·钱德拉塞卡到英国剑桥跟英国天文学家阿瑟·爱丁顿爵士(一位广义相对论家)学习。
钱德拉塞卡意识到,不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。
这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。钱德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。
(这质量称为钱德拉塞卡极限)前苏联科学家列夫·达维多维奇·兰道几乎在同时也发现了类似的结论。如果一颗恒星的质量比钱德拉塞卡极限小,它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英里和密度为每立方英寸几百吨的“白矮星”。
白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。
兰道指出,对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍或二倍,但是其体积甚至比白矮星还小得多。
这些恒星是由中子和质子之间,而不是电子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。
它们的半径只有10英里左右,密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时,并没有任何方法去观察它,很久以后它们才被观察到。
另一方面,质量比钱德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时,会出现一个很大的问题:在某种情形下,它们会爆炸或抛出足够的物质,使自己的质量减少到极限之下,以避免灾难性的引力坍缩,不管恒星有多大,这总会发生。爱丁顿拒绝相信钱德拉塞卡的结果。
爱丁顿认为,一颗恒星不可能坍缩成一点。这是大多数科学家的观点:爱因斯坦自己写了一篇论文,宣布恒星的体积不会收缩为零。
其他科学家,尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌意使钱德拉塞卡抛弃了这方面的工作,转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然而,他获得1983年诺贝尔奖,至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的工作。
钱德拉塞卡指出,不相容原理不能够阻止质量大于钱德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。但是,根据广义相对论,这样的恒星会发生什么情况呢。
这个问题被一位年轻的美国人罗伯特·奥本海默于1939年首次解决。然而,他所获得的结果表明,用当时的望远镜去观察不会再有任何结果。
以后,因第二次世界大战的干扰,奥本海默卷入到原子弹计划中去。战后,由于大部分科学家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去,因而引力坍缩的问题被大部分人忘记了。
1967年,剑桥的一位研究生约瑟琳·贝尔发现了天空发射出无线电波的规则脉冲的物体,这对黑洞的存在的预言带来了进一步的鼓舞。起初贝尔和她的导师安东尼·赫维许以为,他们可能和我们星系中的外星文明进行了接触。
在宣布他们发现的讨论会上,他们将这四个最早发现的源称为LGM1-4,LGM表示“小绿人”(“Little Green Man”)的意思。最终他们和所有其他人的结论是这些被称为脉冲星的物体,事实上是旋转的中子星,这些中子星由于在黑洞这个概念刚被提出的时候,共有两种光理论:一种是牛顿赞成的光的微粒说;另一种是光的波动说。
由于量子力学的波粒二象性,光既可认为是波,也可认为是粒子。在光的波动说中,不清楚光对引力如何响应。
但是如果光是由粒子组成的,人们可以预料,它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为,光粒子无限快地运动,所以引力不可能使之慢下来,但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。
1783年,剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上,在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他指出,一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引力场,以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光,还没到达远处即会被恒星的引力吸引回来。
米歇尔暗示,可能存在大量这样的恒星,虽然会由于从它们那里发出的光不会到达我们这儿而使我们不能看到它们,但我们仍然可以感到它们的引力的吸引作用。这正是我们称为黑洞的物体。
事实上,因为光速是固定的,所以,在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理不严谨。(从地面发射上天的炮弹由于引力而减速,最后停止上升并折回地面;然而,一个光子必须以不变的速度继续向上,那么牛顿引力对于光如何发生影响。)
在1915年爱因斯坦提出广义相对论之前,一直没有关于引力如何影响光的协调的理论,之后这个理论对大质量恒星的含意才被理解。观察一个恒星坍缩并形成黑洞时,因为在相对论中没有绝对时间,所以每个观测者都有自己的时间测量。
由于恒星的引力场,在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩,按照他的表,每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上。
3.数字黑洞的原理及其初中论文例文
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值(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。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。
那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),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。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。
这次,根据科学家的猜想,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(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
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。
4.霍金的黑洞新理论.要是论文
7月21日,英国著名物理学家史蒂芬·霍金在爱尔兰首都都柏林举行的“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上,向学术界宣布了他对黑洞研究的最新成果.他认为,黑洞不会将进入其边界的物体的信息淹没,反而会将这些信息“撕碎”后释放出去.该理论的提出,说明霍金推翻了30年前他自己提出的“黑洞悖论”.有趣的是,霍金不仅更改了使自己一举成名的理论,而且也输掉了科学史上最著名的一次打赌.1997年,他同美国物理学家约翰·普雷斯基尔打赌时坚持自己的“黑洞悖论”,后者认为黑洞不可能使其内部物质的信息丧失,两人的赌注是一本棒球百科全书.新华社发 新华网 伦敦7月21日电(记者曹丽君)英国著名物理学家史蒂芬·霍金21日向学术界宣布了他对黑洞研究的最新成果.他认为,黑洞不会将进入其边界的物体的信息淹没,反而会将这些信息“撕碎”后释放出去.该一理论的提出,说明霍金推翻了29年前他自己提出的“黑洞悖论”. 1975年,霍金以数学计算的方法证明黑洞由于质量巨大,进入其边界的,也即所谓“活动水平线”的物体都会被其吞噬而永远无法逃逸.黑洞形成后,就开始向外辐射能量,最终将因为质量丧失殆尽而消失. 霍金认为,这种辐射并不包含黑洞内部物质的信息,一旦黑洞消失,这些信息也就丧失了,这便是所谓的“黑洞悖论”.而该理论与量子物理学的理论背道而驰.量子物理学认为,类似黑洞这样质量巨大物体的信息是不可能完全丧失的. 据英国媒体报道,霍金在7月21日于都柏林举行的“第17界国际广义相对论和万有引力大会”上提出了新的理论.面对世界各国著名的物理学家,霍金说,“30年来,我一直在思考这个问题,现在我有了答案.” 他说,自己一直在思考不同形状、体积各异的黑洞在无数年后会出现何种变化.他通过计算证明,黑洞内部最初的信息量与最终的信息量相等,但他并未说明中间阶段黑洞的信息量有何变化. 他说,“黑洞只是看上去处在形成之中.后来,它就会向外辐射其吞噬的物质的所有信息.不过,这些信息已经被黑洞撕碎、打破和重整了.” 有趣的是,霍金不仅更改了使自己一举成名的理论,而且也输掉了科学史上最著名的一次打赌.1997年,他同美国物理学家约翰·普雷斯基尔打赌时坚持自己的“黑洞悖论”,后者则认为黑洞不可能使其内部物质的信息丧失,赌注则是一本棒球百科全书. 霍金21日说,“我在英国很难找到这样一本书,所以,我只能用一本板球百科全书代替了.”赢了这次“赌局”的普雷斯基尔很高兴,但他和其他学者一样,不太理解霍金21日演讲的内容.他说,只有等到下月霍金公布其论文时才能进一步研究. 现年62岁的霍金是剑桥大学应用数学和理论物理系的终身教授,他曾提出了一系列惊人的有关大爆炸和黑洞的理论,对量子物理作出了巨大贡献.但由于他的理论至今还未被证实,因而受到了很多科学家的质疑.。
5.以论文的形式写一篇有关你对黑洞的理解
黑洞是我们穿越空间进一步验证平行宇宙论的关键之一。
很多科学家和学者根据黑洞的物理现象和光学现象,把黑洞定义为质量很大密度很大物质,因此产生了巨大的引力,甚至连光也无法逃逸黑洞。在我们无法有效验证的时候这个理论很真确,似乎没有什么漏洞。
可是,只要我们仔细想想就会发现一个巨大的问题。
引力可以理解为吸力,但是大家也应该知道吸力包含引力,引力只是吸力的一种。不同压力间也是有相当大的吸力的。
我们都知道黑洞存在于空间,空间就会有压力。如果,一个铁罐内的压力大于所处的环境,只要这个铁罐上有一个缝隙,里面的气体就会跑出来,在铁罐里面在讲,这个缝隙就是有相当大的吸力了。
同理,黑洞很有可能就是宇宙的一个缝隙。它不同于铁罐的缝隙存在于铁罐壁上,而是存在三维空间之中。
结论,黑洞是我们这个宇宙空间的缝隙,并且,与黑洞相连的那个空间压力小于我们的宇宙空间压力,导致我们宇宙空间的物质通过黑洞这个缝隙被吸入相邻的空间。压力差所产生的吸力大于光的逃逸力,因此光也会被吸入。
6.黑洞理论2000字
黑洞已不是完全“黑”的,也不单纯是个“洞”,它既可以通过吸积物质使质量增加,也可以向外发射物质,而使质量减小。
在量子力学里,真空并不意味着没有任何场,粒子或能量。量子真空是一种能量为最低的状态,它只是被称作“真空”而已,实际上能量为零的状态是不存在的。
真空不空时间和能量的测不准原理解释了为什么真空不空。由于质量与能量的等价性,真空中的能量涨落就可以导致基本粒子的生成。
1928年,保罗.狄拉克发现,每一种基本粒子都有一种对应的反粒子,二者质量相同,其他性质呈“镜像”对称。两者相遇,就会相互湮灭,将质量转化为能量。
因此,一个粒子和它的反粒子就表示相当于它的静质量的两倍的能量,反过来,一定的能量也可以被看作是一对正反粒子。于是,由于能量涨落而躁动的量子真空就成了所谓“狄拉克海”,其中遍布着自发出现而又很快湮没的正反粒子对。
在不存在任何力的量子真空里,粒子对不断地产生和消灭,所以平均而言,就没有任何粒子或反粒子真正产生或是消灭。由于这些粒子瞬时存在而不能被直接观测到,所以被称为虚粒子(可以是虚光子,虚电子,虚质子等)。
其实虚粒子和实粒子并没有本质的区别,只是虚粒子没有足够的能量,存在的时间极短。如果它能从外界获得能量,就可以存在足够长的时间而升格为实粒子。
设想,有一电场,作用在真空上。当一对正负电子在正空中出现时,它们就会被电场沿相反的方向分离。
如果电场足够强,它们就会分离的足够远,以致于不能再相互碰撞和湮灭。这时的虚粒子就成为实粒子,这时的真空就被称为是极化的。
但是,真空是不容易被极化的,需要有很高的能量密度才能使虚粒子对分离和实粒子出现。而产生极化所需的能量的形式并不重要,它们可以是电能,磁能,热能,引力能等。
遇到的问题不确定性原理告诉我们,真空中到处存在着虚粒子的海洋。这种紧张的量子行为的虚粒子海洋同样也出现在黑洞事件视界周围的空间区域。
不确定性定理说明,如果一个粒子的位置被确定,它的速度就会变得不确定。如果一个粒子落入黑洞,它的位置已经被确定(在奇点),所以它的速度就不确定,甚至超过光速而逃出视界。
由于所有形式的能量都等价于质量,所以我们当然会想到引力能也会被自发地转变成粒子。霍金发现,对于微黑洞来说,量子真空会被它周围的强引力场所极化(这一点是至关重要的),在狄拉克海里,虚粒子对在不断产生和消失,一个粒子和它的反粒子会分离一段很短的时间,于是就有四种可能性:两个伙伴重新相遇,并相互湮灭(过程I);反粒子被黑洞捕获,而正粒子在外部世界显形(过程II);正粒子被捕获而反粒子逃出(过程III);双双落入黑洞(过程IV)。
霍金计算了这些过程发生的几率,结果发现过程II最为常见。由于有倾向地捕获反粒子,黑洞自发地损失了能量,也就是损失了质量。
由于微黑洞的尺度与基本粒子相当,能量的“跃迁”可能足以使粒子运动一段大于视界半径的距离,其结果就是粒子逃出,在外部观测者看来,黑洞在蒸发,即发出粒子流。其实粒子并没有真的跳过视界“墙”,而是从一个由不确定性原理短暂地打通的“遂道”穿过。
这样的过程反反复复在黑洞视界的周围发生,从而,形成一股不断的辐射流,黑洞发光了。霍金计算霍金的计算表明,黑洞的蒸发辐射具有黑体的所有特征。
它赋予了黑洞一个真实的,在整个视界上同一的,直接由视界处的引力场强度来决定的温度。对史瓦西黑洞来说,温度与质量成反比。
质量与太阳一样的黑洞,其温度是微不足道的,开氏(即绝对零度以上)十的负七次方度。不是零,但小的可怜;黑洞并不是完全的黑,但一点也不亮。
很遗憾,这样低温的辐射实在太微弱了,是不可能在实验室中探测出来的。霍金的计算还有一个重要发现:黑洞的质量越小,温度越高,辐射也越强。
显然,蒸发只有对微型黑洞来说才有特别的影响,而微型黑洞的温度是很高的。在黑洞中,质量越大的黑洞,温度越低,蒸发的越慢;质量越小的黑洞,温度越高,蒸发的也越快。
对于微黑洞来说,温度非常之高,可达千万开甚至上亿开,随着蒸发的加剧,质量丢失的很快,温度会迅猛地上升,随着温度上升的加快,质量丢失的就更厉害,这中过程会以疯狂的形式演变,最终黑洞被摧毁,以猛烈的爆发而告终,所有粒子都得到了大赦(对巨型黑洞来说发射粒子的过程十分缓慢,相当于蒸发;而对微黑洞来说,发射粒子的过程十分迅猛,相当于爆发)。对于星系中心的巨型黑洞来说,其蒸发的过程将远远超出宇宙的年龄,假定宇宙有足够长的寿命,并且不回缩,那么这类黑洞最终也还是要蒸发掉。
不过这类黑洞目前还是吸积远大于蒸发,以吸积为主。只有当宇宙后来的温度降到比这类黑洞的温度还低时,它们才开始以蒸发为主。
然而这个过程太慢长了,等到它们开始蒸发,也将远远超出宇宙的年龄,而它们要蒸发完毕,大约要十的九十九次方年。
7.以论文的形式写一篇有关你对黑洞的理解
黑洞是我们穿越空间进一步验证平行宇宙论的关键之一。
很多科学家和学者根据黑洞的物理现象和光学现象,把黑洞定义为质量很大密度很大物质,因此产生了巨大的引力,甚至连光也无法逃逸黑洞。在我们无法有效验证的时候这个理论很真确,似乎没有什么漏洞。
可是,只要我们仔细想想就会发现一个巨大的问题。引力可以理解为吸力,但是大家也应该知道吸力包含引力,引力只是吸力的一种。
不同压力间也是有相当大的吸力的。我们都知道黑洞存在于空间,空间就会有压力。
如果,一个铁罐内的压力大于所处的环境,只要这个铁罐上有一个缝隙,里面的气体就会跑出来,在铁罐里面在讲,这个缝隙就是有相当大的吸力了。同理,黑洞很有可能就是宇宙的一个缝隙。
它不同于铁罐的缝隙存在于铁罐壁上,而是存在三维空间之中。结论,黑洞是我们这个宇宙空间的缝隙,并且,与黑洞相连的那个空间压力小于我们的宇宙空间压力,导致我们宇宙空间的物质通过黑洞这个缝隙被吸入相邻的空间。
压力差所产生的吸力大于光的逃逸力,因此光也会被吸入。
8.黑洞方面的文章
据天文学家观测,宇宙中有一个奇怪的天体,它的引力极强,连速度最快的光也休想从它那里逃脱,所以人们看不见它,称它为黑洞。
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。因此,黑洞是一个名副其实的太空魔王。
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。
黑洞既然看不见摸不着,天文学家又是怎样发现和观察它的呢? 这主要是通过黑洞区强大的X射线源进行探索的。黑洞本身虽然不能发出任何光线,但它对于周围物体、天体的巨大引力依然存在。当周围物质被它强大的引力所吸引而逐渐向黑洞坠落时,就会发射出强大的X射线,形成天空中的X 射线源。通过对X射线源的搜索观测,人们就可找到黑洞的踪迹。