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史瓦西黑洞

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史瓦西黑洞 史瓦西黑洞

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自从史瓦西给出了爱因斯坦场方程的解以后,许多种类的黑洞模型先后被科学家从爱因斯坦场方程的框架下产生出来,所提出的黑洞类型,俨然形成了一个黑洞家族。其中,最为寻常的是史瓦西黑洞,它是被研究讨论的首要成员。

史瓦西黑洞就是所谓“寻常黑洞”,它是直接由较大的恒星演化而来的。恒星到晚期时核燃料消耗殆尽,辐射压(光压)急剧减弱,星体在其自身引力的作用下坍缩。若质量(指原恒星的质量)大于8倍的太阳,其产物就是黑洞。在宇宙空间里,此类黑洞具多数,其最大质量一般不超过50倍太阳

数学上来说,史瓦西黑洞就是其外部的引力场符合史瓦西解的黑洞。史瓦西研究的是在绝对真空中完全球对称的,在塌缩过程中没有丝毫物质异动,不带电荷,没有丝毫旋转的,标准理想化恒星的塌缩过程,以及它内外时空的场方程解。

史瓦西黑洞,是寻常黑洞的发祥地,它有一个视界和一个奇点

视界,是物体能否回到外部宇宙的分界面,在视界外面,物体可以离开或者接近黑洞而保持安全。而在视界上,只有光速运动的物体可以保持不进入黑洞,但是连光也无法从这个面中逃脱。如果不幸进入了视界内部,那么就再也无法出来或者和任何人联络了。此外,视界也是时间和空间属性颠倒的地方,在视界内,空间是类时的,时间是类空的。

奇点,是黑洞奇异性的来源,也就是黑洞中允许相对论和量子理论同时大规模作用于同一个物体的源泉。任何接触到奇点的物质(包括场)必然被奇点摧毁,被分解为纯粹的基本粒子和时空单体,即使是形成这个黑洞、这个视界、这个奇点的恒星,也将被它摧毁而不再对黑洞产生任何影响。

相关资料--黑洞
    黑洞是广义相对论预言的一种特殊的天体。其基本特征是有一个封闭的视界。任何东西,包括光在内,只要进入视界以内都会被吞噬掉。

  黑洞的概念最早出现是1798年,当时拉普拉斯根据牛顿力学计算出,一个直径为太阳250倍而密度与地球一样的天体,其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体。1939年,奥本海默根据广义相对论证明一个无压球体在自身引力作用下能坍缩到引径rg。rg=2GM/(c*c)当天体的质量M大于临界质量Mc时,引力坍塌后就不可能达到任何的稳态,只能形成黑洞。黑洞只有三个特征量分别是质量M、角动量J和电荷Q。Q=0的黑洞为轴对称的克尔黑洞,J=Q=0时的黑洞为球对称的史瓦西黑洞。

  1974年,霍金证明黑洞具有与其温度相对应的热辐射,称为黑洞的发射。黑洞的质量越大,温度越低,发射过程就越慢,反之亦然。

  找寻黑洞是当代天文学的一个重要课题。银河系内的恒星级黑洞候选者有天鹅座X-1等。另外天文学家们还发现大星系的中心通常会隐匿着一个百万太阳质量以上的巨型黑洞。如在超巨星系M87的中心就很可能隐匿着质量达30亿个太阳的黑洞。而按照大爆炸学说,在宇宙形成早期可能会产生一些质量为10的15次方克的小黑洞。

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