(10分)黑洞是怎檥樣的?910分)詳細解答

黑洞究竟是什麼？黑洞究竟是什麼？
簡單說，黑洞就是一種重力超強的星體，吸取一切的物質與能量，其重力強到連光子都無法從中逃脫。黑洞的規模從極微小到如超巨大的猛獸都有，它們潛伏在星系的核心，也許似星體也與它有關。黑洞的界限就是所謂的“事件地平面”，它是一種數學上的表面界限，在非自轉的黑洞中為完美球面，若黑洞快速自轉，則呈橄欖球狀。而事件地平面的半徑取決於黑洞物質的總質量。一顆質量與太陽相當的黑洞直徑約 5 公里，質量為太陽 100 倍的黑洞直徑也不過 500 公里，若質量只有木星大小，約太陽的 1/1000，則其直徑僅 2.5 公尺。黑洞不會放出光，所以它們真的是黑的。黑洞也不會主動地去吸取星體或物質，必須是其軌道與黑洞相交才會被吸入黑洞。所以即使太陽變成黑洞，地球與其他的行星仍會繞其公轉而不會一個個被吸進去，最大的差別只是到時候看到的“黑洞”太陽只是模糊黑暗的光影，而這些光是來自飛近事件地平面的彗星、小行星等星體，在進入黑洞前從質量轉換為能量時所放出的光。
97110605黑洞是超新星遺留的產物嗎？
我們認為如果恆星的原始質量大於太陽的十倍以上，它會變成超新星，並形成黑洞。但超新星也會發生於質量在 5～10倍太陽質量間的恆星，但是它們的結局不是變成中子星，就是在形成所謂的“碳炸”(Carbon detonation) 超新星而毀滅無蹤。“十倍太陽質量”這個極限值其實是很模糊的界線，因為有許多複雜的因素會影響此值，使其稍高或稍低。但質量在太陽二十倍以上的恆星應該是一定會形成黑洞的，至於是否所有十倍太陽質量的恆星都會形成黑洞則無法確定，還要視其在成為超新星前流失了多少質量而定。我們只能說，如果經過超新星爆炸後，恆星核心的質量仍大於太陽質量的 1.4～2.5 倍，那麼它就極有可能成為黑洞。
黑洞會“長大”嗎？黑洞會“長大”嗎？
是的，黑洞會藉著吸入物質而逐漸長大。一般恆星質量的黑洞可以藉著吸入其伴星的物質而使本身質量加大。超巨質量黑洞則是在數十億年演化期間中藉著吸入數百萬顆恆星而形成。目前黑洞吸入物質的過程仍在研究中，但黑洞的確是宇宙中的嗜食狂，很難滿足它的胃口。
如果能倖存於黑洞中，會看到何種景象？如果能倖存於黑洞中，會看到何種景象？
坦白說，沒有人知道答案！我從來沒有看到過相關的計算結果，從廣義相對論導出的黑洞的解，通常依其幾何性質而有不同的時空變化，所能看到的一切景象一定是處於劇烈的光學曲變狀態，就像萬花筒一般，所有的輻射，依其光源不同而呈現不同的紅位移與藍位移。除此之外，我甚至不知道該從何去思考這個問題。
兩個黑洞相撞會有何結果？兩個黑洞相撞會有何結果？
當兩者相距仍有一段距離時，它們之間的重力交互作用與一般正常星體無異。一個太陽質量的黑洞直徑約 2 公里，當它們相距約幾百公里時，其外形開始變形，即事件地平面已不再是球面( 如果是非自轉黑洞)。當它們更靠近時，在巨大的加速力下，所有加速的物質都會放出重力輻射，雙黑洞系統的能量由此流失。由於質量與能量在物理上是等效的，所以雙黑洞系統的能量流失相當於其總質量的減少。在幾分鐘內，兩個黑洞的事件地平面開始互相穿透，如果您能目睹這整個過程，將會看到兩個黑洞合併成一個新的黑洞，其質量因重力輻射而比先前兩個黑洞質量之總合稍低。根據超級電腦的計算結果，合併所造成的質量損失約 10%，新黑洞的表面積也比先前兩者之合略小。
黑洞內部的溫度及其他狀況如何？黑洞內部的溫度及狀況如何？
答案是︰沒有定義。如果您進入黑洞之中，首先會先通過事件地平面，進入一個完全是空的時空系統，只有恆星陷縮的奇點。雖然是空的時空系統，但其中可能存在著重力輻射，卻沒有任何可以“測出溫度”的介質。雖然在數學上可以預測出許多黑洞中奇特的狀況，如時空旅行等，但是卻很少人提及是否黑洞真的會以恆星陷縮的形式產生。根據超級電腦的計算，陷縮的過程可說是非常混亂。自轉黑洞曾被認為是通往其他宇宙的大門，或者是進入時光隧道的入口，但是經過研究恆星所形成的黑洞物理性質後發現，這些黑洞的內部充滿了巨大的重力輻射通量，粉粹了黑洞之旅的幾何可能性。如果黑洞在宇宙誕生後即形成，那麼其內部除了奇點外一定空無所有，但是如果黑洞是由後來的超新星爆炸過程所產生的，那麼在您進入事件地平面後所看到的黑洞內部會稍有不同，因為時間尺度在您的座標系統與陷縮星表面的座標系統之間有極大的差異。從外部看，您會發覺恆星的核心越來越接近其事件地平面，而且速度越來越慢，直到最後它似乎停止收縮並完全變暗，核心收縮的速度慢到似乎數十億年才收縮幾公分。此時，如果您在火箭中衝向黑洞，您會發現整個星球的表面完全在事件地平面之內，被奇點吞沒。
黑洞是怎檥樣的

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。



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，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。



黑洞是由大於太陽質量的3.2倍的天體發生引力坍塌後形成的。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·史瓦茲旭爾得於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旭爾得半徑。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。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。










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地確定了，這稱為黑洞的無毛定理，或稱作黑洞的唯一性定理。

黑洞的合併會以光束發射強大的引力波，新的黑洞會因後坐力脫離原本在星系核心的位置。如果速度足夠大，它甚至有可能脫離星系母體。

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。