簡介
一、知識介紹:
1、黑洞的含義; 黑洞,廣義相對論所預言的一種特殊天體。它的基本特徵是具有一個封閉的視界。視界就是黑洞的邊界。外來的物質和輻射可以進入視界以內,而機界內的任何物質都不能跑到外面。
2、黑洞的起源;兩質子星22億年前相撞,今年5月射線才到達地球。天文學家們成功地觀測到了兩個密度極大的質子星相撞後,誕生一個密度相對小的黑洞,星體相撞的地點距離地球220萬光年,所以實際上相撞事件發生在22億年前,而撞擊產生的伽馬射線直到今年5月9日才到達地球。這些伽馬射線的餘暉是在9日夜裡被美國航空航天局X射線觀測衛星、“褐雨燕”(Swift)發現的,“褐雨燕”衛星於2004年11月進入太空,其主要任務是通過觀察宇宙伽馬射線爆發探究黑洞的起源。
3、黑洞的形成;黑洞是一種體積極小、質量極大的天體,在其強大引力的作用下,連光都無法逃逸。宇宙中已知的黑洞主要有超巨黑洞和小質量黑洞兩類。
4、黑洞主要特徵是:(1)這個區域有很強的磁場和引力,不斷吞噬大量的星際物質,一些物質在它周圍運行軌跡會發生變化形成圓形的氣體塵埃環;(2)它有很大的能量,可以發出極強的各類射電輻射;(3)由於它極大的引力作用,光線在它附近也會發生彎曲變化。
二、輿論環節:
1、在進入宇航時代的今天,世界各國已擁有各種先進的天文觀測設備,如大口徑配有極靈敏接受器的光學望遠鏡、大型射電天文望遠鏡、突破了地球大氣層包圍的哈勃空間望遠鏡等,天文觀測已觸及到距地球100億光年以外的遙遠天體,從河外星繫到宇宙塵埃都可以一覽無餘,甚至像幾萬公里外一支小蠟燭那么微弱的光也能觀測到,而唯獨對“黑洞”卻無能為力,確有些不合邏輯。如果它真是一種質量、密度很大,磁場、引力極強的“天體”,為什麼至今看不到它的廬山真面目呢?
答;原因很簡單,“黑洞”並不是一種實體星球,而是宇宙天體運動時產生的各種“磁場鏇渦”現象,它的能量、射線輻射主要都是由磁場引力作用產生的,因為它的構成物質密度非常稀薄,光波發射極其微弱,所以根本無法在遠距離用光學儀器觀察到它的形狀,按其形態和性質說來它倒真是一個名副其實的“黑暗磁場鏇渦洞”。
2、黑洞為什麼能爆發呢?會不會給人類有沒有影響呢?
按照大爆炸宇宙學,在宇宙早期可能形成一些小質量黑洞,一個質量為1015克的黑洞,其空間尺度只有10-13厘米左右(相當於原子核的大小)。小黑洞的溫度很高,有很強的發射。有一種模型認為,高能天體物理研究所發現的一些高能爆發過程,也許就是由這些小黑洞的發射及其最終的爆發引起的。可能會破壞地球,給人類帶來滅亡!
三、圖意展示:
1、他們發現了一個巨大的黑洞,該黑洞的大小相當於整個太陽系,吞進的星體質量相當於3億個太陽,引起的氣體噴發是迄今為止科學家在宇宙中發現的最大的。
2、黑洞 “藝術照”,它正吞噬著氣體和塵埃盤,在另一面成為超熱氣流的塵埃盤被噴射出去。它不斷吞噬宇宙物質來壯大自己。
四、內容構想:
如果“黑洞”是一種物質構成密度非常大的“天體”,那么,在“黑洞”與物質密度相對極小的宇宙空間兩者應該是有分界面的。
根據光的反射、折射原理,當光投在兩種物質的分界面會有反射和折射現象的,這一點已經從宇宙中所有不發光天體都能夠反光得到證實,無一例外,所以,從“黑洞”不能反射光線這一點說明“黑洞”雖然有很強的吸引力,但是它的物質構成密度非常稀薄,還不足以達到反射光線的程度(並不是光線由於被它吸引無法脫離而不能反射),當光線與它相遇時,只能是穿它而過了,沒有明顯的光反射和折射現象,因此也就無法通過光學觀測直接看到它的形狀,而只能用其它天文觀測方式,通過“黑洞”急速鏇轉運動中產生的極強各類射電輻射來證實它的存在
五、分析總結:
遊覽了“宇宙黑洞”相關知識,其實黑洞跟我們人類心繫相關的。值得我們關注。未來的我們會對黑洞回進一步的研究了解。不但開闊視野,而且我們獲得了一些宇宙知識。我們不僅學到了知識,而且我們提高了沒有解決問題的能力,團結能力。
宇宙黑洞
最古老最大的黑洞
新浪科技訊 據印度報業托拉斯報導,英國劍橋大學的物理學教授史蒂芬-霍金是現代宇宙黑洞學說的奠基人,被人們譽為當代的愛因斯坦。
30多年來,霍金和他的追隨者們一直認為,部分巨型恆星大爆炸產生了宇宙黑洞,而且,黑洞可以將不慎跌入其中的所有物質吞噬殆盡,就連光和其它宇宙信息也無法逃脫黑洞吞噬的“厄運”。
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然而,有一位印度理論物理學家卻對霍金的這一開創性理論提出了質疑,他就是設在印度第一大城市孟買的巴巴原子研究中心的物理學家阿布哈斯-米特拉。米特拉認為,宇宙黑洞根本不可能存在。
早在4年前,米特拉就在《物理基金快報》雜誌上發表了一篇關於質疑黑洞理論的論文。米特拉在這篇引起頗多爭議的論文中指出,霍金的黑洞理論存在著明顯的缺陷,宇宙黑洞是不可能存在的,因為霍金所闡述的黑洞的形狀和存在方式與愛因斯坦的廣義相對論根本不相符合。
米特拉的論文發表後,除少數一些學界人士表示贊同外,大多數主流科學家對他的觀點表示不屑一顧。直到現在,仍然沒有哪一位科學家撰寫論文與米特拉進行辯論。出於學術考慮,米特拉特意邀請包括霍金本人、賈延特-納里卡爾等在內的著名黑洞理論學家對他的論文發表意見,但沒有一人接他的招。
歲月不斷流逝,霍金的黑洞理論終於被他本人推翻了。2004年7月中下旬,霍金在愛爾蘭首都都柏林召開的一次學術會議上自己承認,“從絕對意義上說”,黑洞是根本不存在的。
至此,敢於向權威物理理論學家提出質疑的印度物理學家米特拉被證明是正確的;從另外一種意義上說,米特拉戰勝了霍金。
新浪科技訊 近日國際天文學家通過美國宇航局斯皮策太空望遠鏡的一項最新觀測結果,在宇宙中某一狹窄區域範圍內,首次同時發現了多達21處卻一直深度隱藏著的宇宙“類星體”黑洞群。
這一重大發現第一次從正面證實了多年來天文學領域有關宇宙中有數目眾多的隱身黑洞廣泛存在的推測。充分的證據使人們相信,在浩瀚的宇宙中,的確充滿著各種各樣未被發
現的巨大引力源泉--"類星體"黑洞群體。有關該項最新發現的詳細內容,研究人員已撰文正式刊登在了2005年8月4日出版的《自然》雜誌中。
“深藏不露”的類星體
我們知道在現實中的宇宙黑洞,由於其巨大的引力作用,連光線都被緊密吸引束縛,因而無法被人們直接觀測發現。為確定黑洞天體存在的證據,天文學家通過研究發現,在黑洞周圍的物質行為具有其特定行為:在黑洞周圍的宇宙空間中,氣體物質具有超高的溫度,並且在被黑洞強大引力場吸引劇烈加速後,這些物質在徹底消失之前均會被提升到接近光速。而當氣體物質被黑洞徹底吞噬後,整個過程都會釋放出大量的X-射線。通常正是這些逃逸出來的X-射線,顯示出此處有黑洞確實存在的跡象。這便是以往人們發現黑洞的最直接證據。
而另一方面,在一些格外活躍的超大型宇宙黑洞周圍,由於其對周邊物質劇烈的吸引和吞噬行為,還會在黑洞星體外圍產生一層厚重的宇宙氣體和塵埃雲層,這便進一步增大了對黑洞體附近區域的觀測難度,阻礙了天文學家對這些超大黑洞存在的發現工作。天文學上將這些極度活躍的黑洞定義為"類星體"。普通情況下,一個類星體平均一年總共吞噬的物質質量,相當於1000箇中等恆星質量的總和。一般情況下,這些類星體距離太陽系都非常遙遠,當我們觀測到他們時已經是億萬年以後的現在,這說明此類黑洞的活動出現在宇宙誕生初期。科學家推定,這種黑洞正是在成長壯大中的宇宙星系前身,所以將其命名為"類星體"。
到目前為止,只有為數不多的幾個"類星體"黑洞被發現,在浩瀚的宇宙深處,是否還有數量眾多的其它類星體存在,仍有待人們進一步去發現,而天文學家在該領域的研究工作則完全依靠對宇宙內部X-射線的全面觀測研究來予以證實。
“充滿”了黑洞的宇宙
近日,來自英國牛津大學的阿里耶-馬丁內茲-聖辛格教授在介紹其首次對宇宙間隱藏黑洞的發現時說,"從以往對宇宙X-射線的觀察研究中,本希望能找到宇宙中大量隱藏類星體存在的證據,但結果確都不盡如人意,令人失望。"而近日根據美國宇航局NASA的斯皮策太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)的最新觀察結果,天文學家則成功穿透了遮蔽類星體黑洞的外圍宇宙塵埃雲層,捕捉到了其中一直暗藏不露的內部黑洞體。由於斯皮策太空望遠鏡能夠有效收集能穿透宇宙塵埃層的紅外光線,使得研究人員順利地在一個非常狹窄的宇宙空間區域內,同時發現了數量多達21個早已存在卻又"隱藏不露"的類星體黑洞群。
來自美國加州理工大學斯皮策科學中心的研究小組成員馬克-雷斯在接受媒體訪問時同時也表示,“如果我們拋開此次發現的21個宇宙類星體黑洞,放眼宇宙中的其它任何區域,我們完全可以大膽預測,必將有數量眾多隱藏著的黑洞將會被陸續發現。這意味著,一如我們原先推測的那樣,在不為人知的宇宙深處,一定有數量眾多、質量超大的黑洞巨無霸,正藉助著星際塵埃的隱蔽,在暗地裡不斷發展壯大著。”(Sabrina)
計算機模擬揭開黑洞食量之謎
新華社電 黑洞有著吞噬一切的惡名,但黑洞貪婪的食量並非永無止境。是什麼因素限制了黑洞的食量與體重?德國和美國科學家最近對兩個星系相撞並融合的過程進行了計算機模擬,為解答這一問題提供了線索。
如今觀察到的多數大星系,中央都盤踞著質量達到幾百萬乃至幾十億個太陽質量的巨大黑洞。但在對幾十個星系進行觀測後科學家發現,星系中央黑洞的質量大概是星系中所
有恆星總質量的五百分之一,不會長得更大。
德國馬克斯-普朗克天體物理學研究所和美國卡內基-梅隆大學的科學家用超級計算機模擬了早期宇宙里兩個星系相撞的情形。這是人們第一次在模擬中發現星系中央黑洞合並的破壞性效果。在大約1億年的時間裡,黑洞質量不斷增長,將更多氣體燃料吸引到自己身邊,氣體在向黑洞靠近時變得更熱、更明亮。這樣,融合後的星系核就成了一個類星體。
科學家解釋說,按照模擬結果,大黑洞在經歷稱為“類星體”的成長階段時,周圍熾熱的氣體物質會爆發,產生一股強大的宇宙風,將絕大部分氣體塵雲從黑洞附近乃至整個星系裡颳走,拋入深空。放完這個巨大的宇宙焰火之後,黑洞沒有了食料,質量不再增長;星系也沒有了製造恆星的原料,恆星不再誕生。星系成熟了,世界清靜了。
類星體是一種極其明亮的天體,它於上世紀60年代首次被發現。由於看起來很像恆星,又發出強烈的射電波,因而被稱為“類恆星射電源”,中文譯作類星體。經歷了長時間爭論後,許多天文學家現在認為,類星體的本質是劇烈活動的星系核。在那裡,熾熱氣體在跌入巨大黑洞的途中發出強烈的射線,使得遠在幾十甚至上百億光年外的我們也能看到。
科學家們在英國《自然》雜誌上發表論文指出,模擬顯示星系中央黑洞質量與星系中恆星總質量直接相關,這與觀測結果相符,意味著黑洞可能是星系形成過程的密切參與者。但這只是一個簡單的模擬,真正的過程極其複雜,他們目前還不明白類星體是怎樣爆發出能量的.
參考資料
http://tech.sina.com.cn/d/focus/BlackHoles/