想問一下黑洞的詳述資料

黑洞是個耳熟能詳的天文話題，但科學家至今尚未真正觀測到黑洞，但藉由太空望遠鏡觀測與引力波測量，已逐漸有證據可證實黑洞的確存在，未來還可能進一步發現可作為時光機器的「蟲洞」，解開太空之謎。
當一顆質量相當大的星體之核能耗盡後，沒有輻射壓力去抵抗重力，平衡狀態不再存在，將使這個星體全面塌縮成為中子星，若質量仍大於三個太陽質量時，會連中子簡併氣體壓力，也無法平衡重力，星體將繼續塌縮到它的重力半徑範圍內，這時的引力會大到足以讓包括光子在內的一切粒子，都被引回星體本身，而跑不出來，也就形成「黑洞」。

當黑洞形成後，所有物質都會向中心場塌縮成一個非常細小的質點，稱為「奇異點」，任何物質要從「奇異點」跑出黑洞，逃離的速度必須大於光速，但根據狹義相對論，光速是速度的極限；換言之，所有物質被吸入「奇異點」後，就永遠都逃不出來。

由於連光子都跑不出黑洞，所以黑洞無法發出光線，體積又非常小，天文望遠鏡很難觀測得到，但根據理論，當黑洞外的物質被吸向黑洞後，會先形成一個吸積盤，吸積盤裡的物質，會互相摩擦產生高溫，而輻射出Ｘ光線，且吸積盤中心會在高溫下成為電漿，磁場再將部分電漿物質加速至接近光速形成高能噴流，因此天文學家就以Ｘ光線與高能噴流來尋找黑洞。

理論上，黑洞可按體積分成小、中和大三類，天文學家在一九六二年觀測到天鵝座鵝頸內，有一股Ｘ射線，並命名為「 Cygnus X-1 」，它的一顆子星是超藍巨星，為目前天文觀測中最有可能像是小型黑洞的物質。

中量級黑洞則是大型星體在生命終結時，星體塌縮後留下的遺骸，質量約達一千個太陽；重量級黑洞則可能存在於很多活躍的星系中心，包括我們所居住的這個銀河系，且質量可能達太陽的一百萬到一億倍之高。

天文學家已發現，在仙女座大星系Ｍ31附近的Ｍ32發現一個疑似重量級的黑洞，因為這個星系中，發現有顆恆星繞著一個看不見的東西公轉，或是行進間不斷撞到牆後轉彎，但銀河系裡又不太可能會有這麼大的一堵牆，所以這顆恆星極可能繞著一個超重量級黑洞在旋轉，而這個超重量級黑洞，質量可能是太陽的三百萬倍。

除「奇異點」外，黑洞可能還有其他近親，包括「白洞」及「蟲洞」。白洞是非常不穩定，甚至不會存在的東西，性質與黑洞完全相反，黑洞的另一端的出口是一個反物質的小宇宙的洞他噴出黑洞所吸收的物質不但極亮，而且所有東西都無法留在白洞；蟲洞也同樣不容易形成，而且很難維持，可能出現一下就消失。
如果將宇宙想像成一個蘋果的表面，那麼要從這一端到另一端最快的方法，不是沿著表面繞過去，而是像蟲子一樣蛀個孔直接鑽過去。像這種通道我們就叫做『蟲洞』。我們可由一端的洞口進入，這就是『黑洞』；透過這個蟲洞到達另一端的洞口出來，就是所謂的『白洞』。因此蟲洞可說是時空來往的橋樑。目前黑洞為確實存在的天體，而蟲洞與白洞短期內無法肯定它的真實性，所以能不能真的利用它回到過去，我們目前無法得知。
黑洞+白洞=蟲洞

黑洞

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廣義相對論


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/7/b/c/7bc993595aa80fab36f8fa91f027fd28.png


廣義相對論


介紹
數學形式


基礎概念


狹義相對論 · 等效原理
世界線 · 黎曼幾何


現象


黑洞 · 視界 · 引力透鏡效應
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參考系拖曳 · 短程線效應


方程式


線性化重力
參數化後牛頓形式(PPN)
愛因斯坦場方程


進階理論


卡魯扎-克萊因理論
量子重力
廣義相對論的替代理論


愛因斯坦場方程的解


史瓦茲旭爾得 · Kasner · 克爾
克爾-紐曼·萊斯納-諾德斯特洛姆
米爾恩 · 羅伯遜-沃爾克


科學家


愛因斯坦 - 閔可夫斯基 - 愛丁頓
勒梅特 - 史瓦茲旭爾得
羅伯遜 - 克爾 - 弗里德曼
錢德拉塞卡 - 霍金 - 其他





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黑洞（Black hole）是根據現代的物理理論和天文學理論，所預言的在宇宙空間中存在的一種天體區域。
歷史上，法國力學家拉普拉斯曾預言：「一個密度如地球，而直徑為 250 個太陽的發光恆星，由於其引力的作用，將不允許任何光線離開它。由於這個原因，宇宙中最大的發光天體，卻不會被我們看見」。
黑洞是由一個質量相當大的天體，在核能耗盡死亡後發生引力塌縮後形成。根據牛頓萬有引力定理，由於黑洞的第一宇宙速度過大，連光也逃逸不出來，故名黑洞。
在此區域內的萬有引力非常強大，任何物質都不可能從此區域內逃逸出去，甚至光線都被它強大的引力拉回，因此黑洞本身不會發光，不能用天文望遠鏡直接觀測到，是黑漆漆的天體，但天文學家可藉觀察黑洞周圍物質被吸引時的情況，找出黑洞位置。





目錄

1 尺寸和質量
2 特性
3 分類
4 微黑洞
5 否認黑洞存在的一些觀點
6 請參看
7 外部連結



尺寸和質量


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cd/Black_Hole_Milkyway.jpg/180px-Black_Hole_Milkyway.jpg



圖片參考：http://zh.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png
質量達太陽10倍的黑洞之電腦模擬圖
黑洞是由大約大於太陽質量的3.2倍的天體發生引力坍塌後形成的（小於1.4個太陽質量的恆星，會變成白矮星）。天文學的觀測表明，在很多星系的中心，包括銀河系，都存在超過太陽質量上億倍的超大質量黑洞。
根據愛因斯坦的廣義相對論，黑洞是可以預測的。他們發生於史瓦茲度量。這是由卡爾•史瓦茲乍得於1915年發現的愛因斯坦方程的最簡單解。
根據史瓦茲解，如果一個重力天體的半徑小於一個特定值，天體將會發生坍塌，這個半徑就叫做史瓦茲乍得半徑。在這個半徑以下的天體，其中的時空嚴重彎曲，從而使其發射的所有射線，無論是來自什麼方向的，都將被吸引入這個天體的中心。因為相對論指出任何物質都不可能超越光速，在史瓦茲半徑以下的天體的任何物質，包括重力天體的組成物質——都將塌陷於中心部分。一個有理論上無限密度組成的點組成重力奇點（gravitational singularity）。由於在史瓦茲半徑內連光線都不能逃出黑洞，所以一個典型的黑洞確實是「黑」的。
史瓦茲半徑由下面式子給出：

圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/a/3/4/a34ffcead3616ab04f0d758d79c8a9fb.png

G是萬有引力常數，M是天體的質量，c是光速。對於一個與地球質量相等的天體，其史瓦茲半徑僅有9毫米。

特性
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。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唯一確定了，這稱為黑洞的無毛定理，或者三毛定理。

分類
黑洞分類：

超巨質量黑洞

到目前為止可以在所有已知星系中心發現其蹤跡。
質量據說是太陽的數百萬至十數億倍。
小質量黑洞

質量為太陽質量的10至20倍，即超新星爆炸以後所留下的核心質量是太陽的 3 ~ 15 倍就會形成黑洞。
理論預測，當質量為太陽的 40 倍以上，可不經超新星爆炸過程而形成黑洞。
中型黑洞

推論是由小質量黑洞合併形成，最後則變成超巨質量黑洞
中型黑洞是否真實存在仍然必需存疑。

微黑洞
微黑洞是理論預言的一類黑洞，目前尚無證據支持微黑洞的存在。它們誕生於宇宙大爆炸初期，質量非常小，根據霍金的理論，黑洞質量越小，「蒸發」越快。因此如果存在微黑洞，那麼它們現在一定已經蒸發殆盡了。

否認黑洞存在的一些觀點

量子力學方面的反駁：黑洞中心的奇點具有量子不穩定性，所以整個黑洞不可能穩定存在。
目前發現的黑洞是一些暗能量星：美國加利福尼亞勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的天體物理學家喬治·錢普拉因等認為，目前發現的黑洞是一些暗能量星，真正意義上的黑洞是不存在的。



請參看

物理學：了解更多物理學關於天體的理論

天文學
[[黑洞物理學年
白洞
中子星
超大質量黑洞

[編輯] 外部連結

超大質量黑洞
Schwarzschild 幾何




恆星生命期

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