为什么物质进入黑洞里就有去无回了

为什么物质进入黑洞里就有去无回了
为什么物质进入黑洞里就有去无回了

为什么物质进入黑洞里就有去无回了
在宇宙中,一个恒星在静静地燃烧着.着颗恒星的质量为50倍太阳质量.如此巨大的质量,使得这个恒星的引力十分巨大,无论是在恒星外的太空,还是在
恒星内的时空.
这颗恒星十分平静地度过了它的少年期,它的青年期和它的中年期.
在它的老年期,恒星内部的核反应越来越剧烈,释放的能量也越来越多.
在恒星的最外层,是氢和氦在大量“燃烧”；再向内部推进一层,是碳和氧的焚烧场.接着是氖和氧,氧和镁,硅和硫,最后是一个呆滞核——铁核.
由于铁发生聚变的时候,几乎没有什么聚变的能量可以使得铁中的56个质子
和中子发生反应,因而核反应在发生到了铁以后,就再也难以有寸进.
随着燃烧的继续,内部的压力开始变大.这个时候,这个恒星在外表和内在
上开始变得不一致起来：在外表,燃烧的能量迫使恒星的表面开始膨胀；而同时,
恒星的内部由于一切元素的反应都停止在铁上,因而恒星的核开始结晶,准备着
最后的爆发.同时,这个时候的恒星叫做红超巨星.
由于恒星内部的铁原子中的电子在电子简并压力的作用下,有着一个巨大的
反抗引力的压力,因而红超巨星有一个短暂的间歇.但是周围的元素不断发生反
应,成为铁,并且向这个核汇聚过来.当恒星的核的质量超过1.4 倍太阳质量这
个钱德拉塞卡极限的时候,引力和恒星的聚变能量迫使铁也开始发生反应.铁发
生反应,铁原子核在巨大的能量下,成为了氦原子核,并且在巨大引力下,被紧
紧地压在一起,由氦原子核内部的电子简并压承受着巨大的引力.
但是,在这个巨大的核的周围,恒星的物质还是在引力的作用下向核落去.
落在这个核上的物质越来越多,逐渐接近,并且超过了钱德拉塞卡极限.这个时候,电子简并压再也无法承受这巨大的引力,在质量超过极限的瞬间,崩溃了,从一个白矮星核突然收缩了起来.
巨大的引力,迫使电子的轨道被完全挤碎,电子不再是在轨道上运行,而是全部挤在了原子核上.巨大的压力迫使挤在原子核上的电子和原子核内的质子发生弱相互作用,结合成一个中子,同时释放一个中微子.
于是,这个时候,强大的中微子流从恒星的内部冲了出来.虽然中微子不和其他任何粒子发生除了微弱引力作用以外的其他任何作用,但是强大的中微子流带着强大的能量将红超巨星的表面炸开.炸开的物质在引力作用下,向中心的核高速落去.这个之后,由于中子的自旋为半整数,是一种费米子（自旋就是粒子在运动的时候自身发生的旋转.带电非零自旋的粒子通常伴随着磁矩.费米子是由费米发现的符合费米密度分布的基本粒子的总称.这种粒子的共同特点是它们的自旋都是半整数.与费米子的概念相对立的,是波色子,它们都不符合费米密度分布,而且自旋为整数.）,因而它和电子（同样是一种费米子）一样遵守泡利不相融定理.因而在这个时候中子简并压取代了电子简并压存在,继续和引力抗争着.
这时,大量的物质落在这个巨大的原子核（因为这个时候恒星的核就是一个中子星核,中子星核中没有除中子以外的任何其它粒子,而且由于中子简并时相互之间的距离和它的直径相似,因而在中子星核——一种中子超流体——中的中子之间是没有任何空隙的,密度比原子核的密度略大一点（因为质子比种子轻）） 由于中子简并压的强大抵抗力而被反弹.反弹产生的冲击波也将外部表面的物质完全崩落.冲击波伴随着巨大的能量,将核外一层的元素都突破了铁的极限,聚变成了重金属,伴随着冲击波向外冲去.而外界的较重的元素都根据到核的距离转化为不同的重金属,而较轻的元素也发生聚变,成为较中的元素,最外层的氢和氦则在来得及发生反应以前被抛射到了太空中——红超巨星爆发了,成为一个超新星.
爆发的超新星将自己内部“元素生产厂”中的货物一次性售空,全部贡献给了宇宙中的行星们了.而同时,中子星核也发生着致命的变化.
爆发带走了96% 的质量,而且速度十分快.但是巨大的质量还是堆积在了核上,在爆发的反作用力的作用下（如果质量再大一点,可以在爆发以前就发生这种变化,那么将不会有壮观的爆发,取而代之的是一个小爆发,但是得到的是一个质量更加大的黑洞）,引力完全战胜了中子简并压,将中子星核再一次挤压.
这次挤压是辛苦的,但是也是成功的.物质在被以较快的速度挤压到了由它的质量和内部压力、时空张力决定的BKL 限度以后,将再也没有回复的余地,开始疯狂地塌缩.塌缩的告终使得中子发生反应,发出巨大的能量,但是这些能量将再也不可能被外界的人知道,因为它们已经在了死亡界面——视界内了,无限大的引力迫使一切形式的能量,无论是辐射还是动能,是场还是粒子,都无条件地向这个恒星残骸的中心——奇点进发
由于这个恒星是旋转的,奇点不再是一个点,而是一个环——奇异环.恒星在视界内部的部分在以接近光速来到奇异环的周围后,在普朗克时间内被瓦解为物质弦,或者是基本粒子（视理论而定,在超弦中是物质弦,在量子理论中是基本粒子.但是它们不是完全等价）.而在视界外的部分,还在以高速向视界冲.
在视界这个面上,视界将这个恒星原来的磁场完全吸收.这些磁性将不被黑洞拥有,而成为视界的一种属性（膜规范）.和中子星不一样,磁力线被引力完全吸收,被迫完全蜷缩在了视界上.同时,恒星在塌缩时的任何形式的扰动,在到达视界的时候都将扰动的动能贡献给了视界,而自己十分乖巧地“安静”地向奇异环冲去.同样的,恒星上的任何不规则形状,在遇到视界的时候都被无情地磨平.
视界在恒星收缩的时候还不是十分平整,但是当它将整个恒星都吞没以后,它开始了快速的“消化”：将视界表面的所有不平整的地方,视界上的任何由于扰动带来的动能,都一致地转化为引力能,即时空曲率波,引力波,向外界以光速辐射了出去,向宇宙高声宣布：黑洞诞生了!

黑 洞 是 什 么？
1916年广义相对论出现不久，卡尔.史瓦西（Karl Schwarzchild）就求出了用以描述时空的爱因斯坦方程的一个十分有用的解。该解作为时空的一种可能的形状，可以用来描述一个球对称的、不带电、无自旋的物体（可能也可用于近似描述如地球和太阳等缓慢自旋的物体）之外的引力场。其原理就和当你想研究地表之外的牛顿引力而将地球视为质点一样。
这个解很象一个“公制...

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黑 洞 是 什 么？
1916年广义相对论出现不久，卡尔.史瓦西（Karl Schwarzchild）就求出了用以描述时空的爱因斯坦方程的一个十分有用的解。该解作为时空的一种可能的形状，可以用来描述一个球对称的、不带电、无自旋的物体（可能也可用于近似描述如地球和太阳等缓慢自旋的物体）之外的引力场。其原理就和当你想研究地表之外的牛顿引力而将地球视为质点一样。
这个解很象一个“公制”。它和将毕达哥拉斯公式加以归纳以给出平面上线段长度一样，此“公制”可以作为获取时空中曲线段“长度”的公式。物体沿时间（“时间的坐标轴”）运动的曲线的长度如果用此公式计算，就恰是该运动物体所经历的时间。公式的最终形式取决于你选择用来描述事物的坐标系。公式可以因坐标不同而变形，但象时空弯曲这样的物理量却不会受影响。史瓦西用坐标的术语表述了它的“公制”概念：在距离物体很远的地方，近似于一个带有一条用以表示时间的附加t轴的球坐标，另一个坐标r用作该处的球坐标半径；而更远的地方，它只给出物体的距离。
然而当球坐标很小的时候，这个解开始变得奇怪起来。在r=0的中心处有一个“奇点”，那里的时空弯曲是无限的；围绕该点的区域内，球坐标的负方向实际成为时间（而非空间）的方向。任何处于这个范围内的事物，包括光，都会为潮汐力扯碎并被强迫坠向奇点。这个区域被一个史瓦西坐标消失的面与宇宙的其他部分分离开来。当然该处的时空弯曲没有任何问题（这个球面半径被称作史瓦西半径，稍后就会发现史瓦西坐标并未消失。它是一个人为的坐标，这个问题有点象定义北极点的经度时所遇到的问题。史瓦西半径的物理意义不在于该处的坐标问题，而在于其内的方向变为时间方向这一事实）。
当时的人们并未为此担心，因为所有已知的物体的密度都达不到使这个内部区域扩大到物体之外的程度，即对于所有已知情况，史瓦西解的这个奇怪部分都不适用。阿瑟.斯坦雷.爱丁顿（Arthur Stanley Eddington）曾考虑过一颗死亡的恒星坍塌后可能达到这个密度，但从审美的角度出发不太愉快地将其抛弃了，并人为应该有新的理论补充进来。1939年欧文海默（Oppenheimer）和施内德（Snyder）最终严肃地提出比太阳质量稍大几倍的恒星在其声明的末期可能会坍缩到这种状态。
一旦一颗恒星的坍缩超过史瓦西坐标消失的球面（称为不带电、无自旋物体史瓦西半径或“视界”）它就不可避免地继续坍缩下去。同你无法停住时间的车轮一样，它将一直坍缩至奇点。没有任何进入那个区域的东西可以幸免，至少在这个简单的例子中是如此。视界是一个有去无回的转折点。
1971年约翰.阿奇贝尔德.威勒（John Archibald Wheeler）命名这样的事物为“黑洞”，因为光无法从中逃 逸。基于许多证据，天文学家有许多他们认为可能是黑洞的候选天体（其证据是：它们的巨大质量可以从其 对其他物体的相互作用中得到；并且有时它们会发出X射线，这被认为是正在坠入其中的物质发出的）。但 我们这里所讲述的黑洞的性质纯属理论，它们基于广义相对论――一个目前尚被证明为正确的理论。
参考资料：http://www.xyshz.net/printpage.asp?ArticleID=132

收起

物质一旦进入黑洞,就会立刻被分解为种种分子,这些分子被黑洞吸收后,便成为了黑洞的一部分。

黑洞的密度很大，以至于光都不能逃脱它的吸引，更不用说一般物质了

因为有很强的吸引力

没有速度能脱离束缚

黑 洞 是 什 么？
1916年广义相对论出现不久，卡尔.史瓦西（Karl Schwarzchild）就求出了用以描述时空的爱因斯坦方程的一个十分有用的解。该解作为时空的一种可能的形状，可以用来描述一个球对称的、不带电、无自旋的物体（可能也可用于近似描述如地球和太阳等缓慢自旋的物体）之外的引力场。其原理就和当你想研究地表之外的牛顿引力而将地球视为质点一样。
这个解很象一个“公制...

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黑 洞 是 什 么？
1916年广义相对论出现不久，卡尔.史瓦西（Karl Schwarzchild）就求出了用以描述时空的爱因斯坦方程的一个十分有用的解。该解作为时空的一种可能的形状，可以用来描述一个球对称的、不带电、无自旋的物体（可能也可用于近似描述如地球和太阳等缓慢自旋的物体）之外的引力场。其原理就和当你想研究地表之外的牛顿引力而将地球视为质点一样。
这个解很象一个“公制”。它和将毕达哥拉斯公式加以归纳以给出平面上线段长度一样，此“公制”可以作为获取时空中曲线段“长度”的公式。物体沿时间（“时间的坐标轴”）运动的曲线的长度如果用此公式计算，就恰是该运动物体所经历的时间。公式的最终形式取决于你选择用来描述事物的坐标系。公式可以因坐标不同而变形，但象时空弯曲这样的物理量却不会受影响。史瓦西用坐标的术语表述了它的“公制”概念：在距离物体很远的地方，近似于一个带有一条用以表示时间的附加t轴的球坐标，另一个坐标r用作该处的球坐标半径；而更远的地方，它只给出物体的距离。
然而当球坐标很小的时候，这个解开始变得奇怪起来。在r=0的中心处有一个“奇点”，那里的时空弯曲是无限的；围绕该点的区域内，球坐标的负方向实际成为时间（而非空间）的方向。任何处于这个范围内的事物，包括光，都会为潮汐力扯碎并被强迫坠向奇点。这个区域被一个史瓦西坐标消失的面与宇宙的其他部分分离开来。当然该处的时空弯曲没有任何问题（这个球面半径被称作史瓦西半径，稍后就会发现史瓦西坐标并未消失。它是一个人为的坐标，这个问题有点象定义北极点的经度时所遇到的问题。史瓦西半径的物理意义不在于该处的坐标问题，而在于其内的方向变为时间方向这一事实）。
当时的人们并未为此担心，因为所有已知的物体的密度都达不到使这个内部区域扩大到物体之外的程度，即对于所有已知情况，史瓦西解的这个奇怪部分都不适用。阿瑟.斯坦雷.爱丁顿（Arthur Stanley Eddington）曾考虑过一颗死亡的恒星坍塌后可能达到这个密度，但从审美的角度出发不太愉快地将其抛弃了，并人为应该有新的理论补充进来。1939年欧文海默（Oppenheimer）和施内德（Snyder）最终严肃地提出比太阳质量稍大几倍的恒星在其声明的末期可能会坍缩到这种状态。
一旦一颗恒星的坍缩超过史瓦西坐标消失的球面（称为不带电、无自旋物体史瓦西半径或“视界”）它就不可避免地继续坍缩下去。同你无法停住时间的车轮一样，它将一直坍缩至奇点。没有任何进入那个区域的东西可以幸免，至少在这个简单的例子中是如此。视界是一个有去无回的转折点。
1971年约翰.阿奇贝尔德.威勒（John Archibald Wheeler）命名这样的事物为“黑洞”，因为光无法从中逃 逸。基于许多证据，天文学家有许多他们认为可能是黑洞的候选天体（其证据是：它们的巨大质量可以从其 对其他物体的相互作用中得到；并且有时它们会发出X射线，这被认为是正在坠入其中的物质发出的）。但 我们这里所讲述的黑洞的性质纯属理论，它们基于广义相对论――一个目前尚被证明为正确的理论。
参考资料：http://www.xyshz.net/printpage.asp?ArticleID=132

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