什麼是黑洞?

甚麼是黑洞
黑洞是一個時空的黑暗區，由一些質量頗大的星體經重力塌縮後所剩餘的東西，是一個重力極大的天體。視界內任何物質都不能從裡面跑來，甚至是光都不例外，所以是一顆渿黑的天體，因而得名為黑洞。因為無法從可見光這途徑看到黑洞，所以只能以被黑洞吸引掉落其上的物質所釋放的輻射來確定它們的存在。
黑洞


黑洞的形成
當一顆質量相當大的星體的核能耗盡後（巨大的恆星：質量是太陽質量的八倍以上）死亡時，恆星的殘骸可能會形成黑洞。而黑洞的形成是因為大質量的恆星在演化的未期都會發生超新星爆炸，沒有輻射壓力去抵抗重力，平衡態不再存在，這星體將全面塌縮，成為中子星。若其中子星的總質量大於三倍太陽的質量，那麼連中子簡併氣體壓力也不能平衡重力，星體將塌縮至它的重力半徑範圍之內。這時，引力之大足以使一切粒子，都被引回星體本身，不能逃脫。


黑洞的界限
當一個黑洞形成後，塌縮還會進行下去，所有物質會無可避免，所有質量將集中在一個非常細小的質點，稱為奇點。黑洞的表面層稱為事件穹界。而這表面層和中心奇點的距離就是史瓦半徑。任何物質要從黑洞的史瓦半徑跑到外面去，它的逃離速度便要大於光速。但根據狹義相對論，光速是速度的極限。重力龐大得連光線也逃不出去，這個連光線也逃不出去的面，稱為事相面。光線和任何物質都只能從事相面外部進入其內部，而無法從裡邊逸出。這個事相面的裡邊就是黑洞。


探索的黑洞
黑洞不發光，所以是不可能用天文望遠鏡規測得到的。但根據理論，當周圍的物質被吸引時，就會透露出黑洞的存在。如果一對雙星中的伴星是黑洞，那麼主星的物質被吸引向黑洞而形成一個吸積環。當吸積環的物質被吸入黑洞時，因摩擦而引起高溫，而放出Ｘ光線。於是我們就能將重點放於Ｘ射線密近雙星上。

黑洞

當一個巨大的恆星(質量是太陽質量的8倍以上)死亡時，
恆星的殘骸可能會形成黑洞。
而黑洞的形成是因為大質量的恆星在演化的未期都會發生超新星爆炸，
引力的坍縮，大到連中子星這樣極為緊密的結構都支撐不住，星體就會繼續收縮下去，
直到成為無法想像的緊密成為一點，這就是「黑洞」。黑洞所包含的物質緊密，
產生的重力也強得無法想像，強到連光線都跑不出來，因此而得名。
任何東西一旦掉到黑洞，便被分解、壓縮而成為黑洞的一部分。

而黑洞的概念是由愛因斯坦廣義相對論所推導出來的結論：一個核反應完全停止的星體，無力頂住萬有引力而坍縮；當原子被壓破時，就會變成白矮星，而恆星量較大時，
則還會敲開原子核，變成擠成一團、密度更大百萬倍的中子星；
如果坍縮的恆星質量更大時，則坍縮還會進行下去，所有物質會無可避免、永遠坍縮下去，所有質量將集中在一個沒有大小的「奇異點」上。

奇異點周圍的重力也特別大，在某個範圍以內，重力龐大得連光線也逃不出去。這個連光線也逃不出去的面，稱為事相面。光線和任何物質都只能從事相面外部進入其內部，而無法從裡邊逸出。這個事相面的裡邊就是黑洞。黑洞是個極為單純的星體，只包括位於中央的奇異點和圍繞異點的事相面。事相面內除了奇異點之外，連一個原子也沒有。黑洞與黑洞之間的區別，只能從質量、自旋角度動量及電荷三個性質來判斷。

黑洞不發光，就不可能發現它的存在的證據了！其實不然；例如當周圍的物質被吸引時，卻會透露出黑洞的存在。圍繞黑洞的雲氣會以極高的速度運動，若偵測到氣體圍繞著非常小的區域高速運動，我們便能推測該區域可能有個黑洞。而當物質被吸入黑洞時，因這些氣體由質子及電子的電漿組成，彼此摩擦而成高溫狀態，便會放出x及r射光，於是我們便可察覺黑洞的存在。

1998 哈伯發現圓盤環繞這巨大黑洞 (質量達三億個太陽)的黑洞，而圍繞它的是橢圓星系NGC 7052(位於狐狸座，距地球191,000,000光年 )，而造成這現象可能是古代星系碰撞之後所殘留的，而這個圓盤狀物體可能在幾十億年後被黑洞所吞噬。

離中心 186光年的圓盤就像是一個轉動中的巨大旋轉木馬，
速率可達時速 341,000英里（每秒 155公里），快速的旋轉提供給我們測量黑洞對氣體萬有引力大小的重要指標。雖然黑洞質量有太陽的三億倍，但其比重只佔NGC 7052星系總質量的百分之0.05，但這個圓盤還是比它輕了一百多倍，而它所擁有的原料還可以形成三百萬顆像太陽的質量

霍金黑洞的新理論

黑洞根本不存在會將所有東西隱藏於其內、分隔黑洞內外的事件視界（event horizon），而且黑洞不會吞噬所有接近它的物質與能量，反而會持續地向外發出輻射，天文學家更可直接研究來自黑洞內部的訊息。

http://www.tam.gov.tw/news/2004/200407/04071601.htm

甚麼是黑洞？
黑洞是一個大質量恆星死去後的殘骸，是一個重力極大的天體。
黑洞內任何物質都不能從裡面跑出來，甚至是光都不例外，所以是一顆渿黑的天體，因而得名為黑洞。

黑洞之始篇——黑洞的形成
當一顆質量相當大的星體的核能耗盡死亡時，恆星的殘骸可能會形成黑洞，而黑洞的形成是因為大質量的恆星在演化的未期都會發生超新星爆炸。
當恆星核的燃料耗盡，核反應停止，沒有任何力足以去抵抗引力，平衡態不再存在，這星體將全面塌縮，成為白矮星，這是其中一種致密態，這種是以泡利不相容原理，電子（費米子的一種）便產生出一種巨大的內部量子壓力，阻止了粒子繼續壓縮；
根據推算，白矮星不能支持大於太陽1.4倍（原恆星質量為太陽質量的十倍）的質量，如果大於這臨界值，泡利不相容原理所產生的排斥力已不能再抵抗引力，恆星便可以違背泡利不相容原理繼續壓縮下去，形成中子星——以中子之間的電磁力來阻止收縮；
但若超新星爆炸後殘骸的總質量大於三倍太陽的質量，那麼連中子之間的電磁壓力也不能平衡重力，星體將塌縮至它的重力半徑範圍之內。
這時，引力之大足以使一切粒子，都被引回星體本身，化為體積為零的點——奇點，再也不能逃脫。
有些黑洞是在宇宙形成時亦跟著形成的，這些黑洞稱為原初黑洞，這些黑洞的質量可以很低，在黑洞之消逝篇會向大家解釋。

黑洞之結構篇——黑洞的邊界和內部空間
當一個黑洞形成後，塌縮還會進行下去，所有物質會無可避免，所有質量將集中在一個體積為零的質點，稱為奇點。
黑洞的表面層稱為事件穹界（視界），而這表面層和中心奇點的距離就是史瓦西半徑。
任何物質要從黑洞的史瓦西半徑跑到外面去，它的逃離速度便要大於光速。但根據狹義相對論，光速是速度的極限。
重力龐大得連光線也逃不出去，光線和任何物質都只能從視界外部進入其內部，而無法從裡邊逸出。
這個視界的裡邊就是黑洞，所以視界便是黑洞大小的邊界象徵。

黑洞之種類篇——黑洞無毛？
目前公認的理論認為，黑洞只有三個物理量有意義：質量、電荷、角動量（轉速）。
也就是說：對於一個黑洞，一旦這三個物理量確定下來了，這個黑洞的特性也就確定了，這稱為黑洞的無毛定理。
由於黑洞一定有質量，所以可造成不同類形黑洞的因素只有電荷和角動量，黑洞因而可以只分為四類：
沒有旋轉和沒有電荷的黑洞：史瓦西黑洞，這是一種理想化的黑洞，實際上應該沒甚麼可能會出現；
有旋轉但沒有電荷的黑洞：克爾黑洞，這種黑洞應該最為普遍，因為星體的收縮會加速旋轉，而大部分星體都會自轉，所以會自轉的黑洞也應該也很多；
沒有旋轉但有電荷的黑洞：帶電黑洞，雖然黑洞保留部分原恆星電荷，但由於黑洞可以在很短的時間裡捕獲足夠另一電荷的粒子而成為電中性，所以一個這種黑洞的電量亦小至可以完全忽略其天體物理效應；
有旋轉和電荷的黑洞：克爾－紐曼黑洞，由於電荷的影響極微，所以它亦可看作克爾黑洞來處理。

黑洞之消逝篇——黑洞會蒸發
因為宇宙的擴張，溫度便會下降，根據熱力學，溫度較高的物體的能量會流向溫度較低的物體。
由於黑洞也有溫度，根據量子力學的測不準原理，黑洞的質量會慢慢地以霍金輻射的形式離開黑洞，黑洞便會縮小和減少質量，所以當黑洞中的所有物質都離開了黑洞後，黑洞便會消失。
以現今的宇宙整體溫度來說，只有質量小於月球的黑洞才能散失能量，而其他黑洞都是在吸收宇宙的能量而增大自己的尺度。

黑洞之死亡篇——黑洞的消失
黑洞蒸發到後期會加速進行，以至於在一次像是猛烈的放射後消失殆盡。
黑洞的其中一個性質是溫度和質量成反比。
當黑洞的質量去到小行星那麼低時，溫度便有6000度，並放出可見光；
當黑洞的質量去到十億噸（大約為一座山的質量）時，大小只有一個質子般，溫度便高於10^12度，這時的輻射便是由伽瑪射線光子和大質量基本粒子混合組成；
當黑洞的質量去到很低時，黑洞便會以劇烈的爆發來了結自己的生命，而它在最後0.1秒裡釋放的能量相當於一百萬顆百萬噸級氫彈。
參考資料:
http://hk.knowledge. yahoo.com/question/? qid=7006051602557