黑洞是什么理论的宇宙天体

发布网友发布时间：2022-04-20 07:39

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热心网友时间：2023-07-13 10:24

黑洞是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。[1][2][3]
1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这个定值称作史瓦西半径，这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。
黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和γ射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹，还可以取得位置以及质量。
北京时间2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世，[4][5]该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。

热心网友时间：2023-07-13 10:24

黑洞既不是一个超大质量的星球，也不是一个洞。根据广义相对论，黑洞是一种特殊的时空区域，特殊到可以把光束缚住。
说到黑洞，就要从恒星说起。目前理论认为，恒星级黑洞（质量为太阳几倍至几十倍）的前身是大质量恒星。当这些恒星无法维持核聚变反应之后，由于没有足够强的向外辐射压支撑，巨大的自身重力将会强烈压缩核心区域，即便是物质自身的结构也无法阻挡这种引力坍缩。最终，物质结构被完全破坏，它们都会坍缩到无穷小的奇点之中。

由于奇点的极端引力作用，奇点周围一定范围之内的空间被极度扭曲，导致光无法从这种扭曲空间中逃逸出来，这样的时空区域就是黑洞。可想而知，黑洞的表面逃逸速度为光速。天文学家把黑洞表面称之为事件视界，因为一旦跨过这个界限，处在黑洞之外的观察者将无法知晓其中的一切。需要强调的是，黑洞没有实体表面，它的结构是极度扭曲的空间包围一个中心奇点。
由于黑洞的极端引力场，物质和光被吸收之后无法逃逸出来，这使得黑洞无法像恒星那样被直接观测到。那么，天文学家又是如何找到黑洞的呢？

目前寻找黑洞的方法都是依赖于间接的方法。在某些双星系统中，质量超过太阳20倍的恒星会率先走向毁灭，最终演化成黑洞。如果能够观测到恒星在绕着一个不可见的致密天体旋转，并且还能观测到相应的电磁辐射，就能推断出黑洞的存在，第一被认定为黑洞的天体——天鹅座X-1，就是这么被发现的。
不过，近年来投入使用的事件视界望远镜（Event Horizon Telescope）可以对黑洞的轮廓进行直接观测。根据最近的消息，事件视界望远镜可能已经首次拍摄到了超大质量黑洞的事件视界，下周将会公布观测结果。如果结果就像预期那样，这将是现代天文学的又一里程碑。