黑洞消失會變成什麼?

General 更新 2024-11-20

黑洞是怎樣形成的，它消失後變成什麼？

黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程；恆星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止，被壓縮成一個密實的星球。但在黑洞情況下，由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。任何靠近它的物體都會被它吸進去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣．　　亦可以簡單理解：通常恆星的最初只含氫元素，恆星內部的氫原子時刻相互碰撞，發生裂變、聚變。由於恆星質量很大，裂變與聚變產生的能量與恆星萬有引力抗衡，以維持恆星結構的穩定。由於裂變與聚變，氫原子內部結構最終發生改變，破裂並組成新的元素——氦元素。接著，氦原子也參與裂變與聚變，改變結構，生成鋰元素。如此類推，按照元素週期表的順序，會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至鐵元素生成，該恆星便會坍塌。這是由於鐵元素相當穩定不能參與裂變或聚變，而鐵元素存在於恆星內部，導致恆星內部不具有足夠的能量與質量巨大的恆星的萬有引力抗衡，從而引發恆星坍塌，最終形成黑洞。　　跟白矮星和中子星一樣，黑洞可能也是由質量大於太陽質量20倍的恆星演化而來的。　　當一顆恆星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料（氫），由中心產生的能量已經不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最後形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。　　根據科學家的猜想，物質將不可阻擋地向著中心點進軍，直至成為一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑），正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無法向外射出，從而切斷了恆星與外界的一切聯繫——“黑洞”誕生了。　　根據科學家計算,一個物體要有每秒種7.9公里的速度,就可以不被地球的引力拉回到地面,而在空中饒著地球轉圈子了.這個速度,叫第一宇宙速度.如果要想完全擺脫地球引力的束縛,到別的行星上去,至少要有11.2km/s的速度,這個速度,叫第二宇宙速度.也可以叫逃脫速度.這個結果是按照地球的質量和半徑的大小算出來的.就是說,一個物體要從地面上逃脫出去,起碼要有這麼大的速度。可是對於別的天體來說,從它們的表面上逃脫出去所需要的速度就不一定也是這麼大了。一個天體的質量越是大,半徑越是小,要擺脫它的引力就越困難,從它上面逃脫所需要的速度也就越大.　　按照這個道理,我們就可以這樣來想:可能有這麼一種天體,它的質量很大，而半徑又很小,使得從它上面逃脫的速度達到了光的速度那麼大。也就是說,這個天體的引力強極了,連每秒鐘三十萬公里的光都被它的引力拉住，跑不出來了。既然這個天體的光跑不出來,我們然談就看不見它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的，任何物質運動的速度都不可能超過光速.既然光不能從這種天體上跑出來,當然任何別的物質也就休想跑出來.一切東西只要被吸了進去，就不能再出來，就象掉進了無底洞,這樣一種天體，人們就把它叫做黑洞.

黑洞的蒸發　　由於黑洞的密度極大，根據公式我們可以知道密度=質量÷體積，為了讓黑洞密度無限大，那就說明黑洞的體積要無限小，然後質量要無限大，這樣才能成為黑洞。黑洞是由一些恆星“滅亡”後所形成的死星，他的質量很大，體積很小。但是問題就產生了，黑洞會一直存在嗎？答案是否定的，黑洞也有滅亡的那天，由於黑洞無限吸引，但是總會有質子逃脫黑洞的束縛，這樣日積月累，黑洞就慢慢的蒸發，到了最後就成為了白矮星，或者就爆炸，它爆炸所產生的衝擊波足以讓地球毀滅10^18萬億次......

黑洞死亡後會變成什麼？

比太陽大八倍的恆星會使鉅變一往無前，直到鐵元素的鉅變後會不釋放能量變成黑洞。現代物理學家霍金的精典物理學理論提出。100噸的黑洞會在100萬年後消失的無影無蹤，100億噸的黑洞會在十的六十次方年後消失的無影無中蹤。因為在黑洞裡面。所有物質會分解中微子和微小粒子通過黑洞兩極噴射出來。通過長時間的噴射。黑洞最終會變成無有。消失。死亡。黑洞會發出耀眼的光芒，體積會縮小，甚至會爆炸。當英國物理學家史迪芬·霍金於1974年做此語言時，整個科學界為之震動。黑洞曾被認為是宇宙最終的沉澱所：沒有什麼可以逃出黑洞，它們吞噬了氣體和星體，質量增大，因而洞的體積只會增大，霍金的理論是受靈感支配的思維的飛躍，他結合了廣義相對論和量子理論。他發現黑洞周圍的引力場釋放出能量，同時消耗黑洞的能量和質量，這種“霍金輻射”對大多數黑洞來說可以忽略不計，而小黑洞則以極高的速度輻射能量，直到黑洞的爆炸。

黑洞並非一直靜止不動。量子效應表明，黑洞嚴格地說並不黑，而是藉著熱輻射一直在發著幽暗的光。一個質量跟太陽一樣大的黑洞，其溫度低得可憐，才只有絕對溫度的零上100億之1度，而超級黑洞的溫度更低。只要宇宙的背景溫度高於它們的溫度，黑洞就會通過吸熱而非常緩慢地持續增大。當黑洞與其他物體或其他黑洞相撞時，仍然會出現一些活動，隨著黑洞自旋的消耗，黑洞的旋轉會逐漸慢下來。但是，當空間的溫度降到黑洞的溫度以下時，便會出現最為激烈的變化。

比其周圍環境熱的黑洞會損失熱量，因而也就損失了能量。能量的損失將會使黑洞收縮。而黑洞收縮又會使溫度稍微增高，使能量輻射加速。於是，黑洞便開始向遏制不住的蒸發過程。在極長的時間裡，黑洞的收縮速度一直向上攀升，最後，大約經過10e108年之後，那些起初比很多星系加在一起還重的黑洞將會縮得一乾二淨，無影無蹤。

現在，人們都還不知道黑洞會如何死亡，但黑洞似乎有可能縮得極小，變得很熱，於是開始創造物質。但黑洞這一階段只能存活幾十億年。最後，黑洞很可能爆炸，變成一些伽馬射線，一點往昔存在的殘跡都不留。

黑洞最終會變成什麼?它會湮沒嗎?

黑洞會縮小

史蒂芬·霍金於1971年提出有微型黑洞存在。他認為，在宇宙的初始時刻，遠在恆

星和星系形成之前，“宇宙浴盆”的壓力和能量是如此之大，足以迫使一些物質小團塊

收縮成為不同尺度和質量的黑洞（見第15章）。特別是，可以由此形成微型黑洞，其質

量相當於一座山，而尺度如同一個基本粒子。這些黑洞與現在宇宙中形成的黑洞不同，

後者要求大量物質的引力坍縮。

霍金接著考慮這些小黑洞與周圍介質的相互作用。這裡所涉及的尺度是微觀的，物

質和能量就必須由量子力學來描述。前面已經說過，現在還沒有一個令人滿意的量子引

力理論，不過，引力場，包括時空本身，直到普朗克長度才真正表現出不連續性，而這

個長度比基本粒子或微型黑洞的半徑要小得多。因此，微型黑洞與周圍物質和能量的相

互作用就可以按一個折衷方案來計算：時空連續體仍保持為“經典的”，並且可以由廣

義相對論來描述，只是其中容納的物質和輻射才是量子化的。

霍金在1974年按這個方案行事，得到的結果完全出乎意料，以至於他以為自己算錯

了。他又檢查了好幾遍，終於被迫接受這樣的結論：微型黑洞必定會蒸發，即向外發射

粒子。

初看起來這是令人困窘的，這種行為是與黑洞禁止任何物質逃離視界這一“經典”

概念公然對抗的。當然，一個“激發態”黑洞可以由緩慢地減少其角動量或電荷而失去

一部分能量，但是粒子的發射仍然在視界之外。一個“退激發”的史瓦西黑洞必須保持

其與面積和摘相聯繫的不可約質量能量，按照經典熱力學第二定律面積和摘只能隨時間

增長，而現在霍金的計算表明，微型黑洞，不論是激發與否，都必須允許粒子逃離，即

蒸發掉自己的質量和能量。怎麼解決這個矛盾呢？

事後來認識一個重大的理論發現常常是容易的，因為它一下子使尚未理解的現象之

間的關係得到了解釋。在這個意義上，黑洞的量子蒸發來得正是時候，它證明黑洞的熱

力學圖像是完全正確的，而這個圖像的“經典”式描述，嚴格說來是不自治的，且看道

理何在。

按照熱力學定律，所有具有一定溫度並沉浸在一種較冷介質（例如空氣）中的物體，

必定會發出輻射而損失能量。物體的摘減小而周圍介質的牆增加。在這個交換中總結，

即單個摘的總和，必定增加，這是第二定律所規定的。

關於黑洞，熱力學是怎麼說的呢？它有妨，由其表面積給出；有溫度，由其表面引

力給出。假設把黑洞放在一個浴器裡，如果黑洞的溫度比浴器的低，它將吸收能量並增

加自己的摘；但是如果黑洞的溫度高，我們就不得不承認黑洞應當把能量和摘交給浴器，

而這與“經典”的黑洞熱力學第二定律是矛盾的。

霍金的發現消除了這個不一致。由於量子力學的特定性質（這將在下面介紹），黑

洞即使是在最低能量態也能發射粒子或輻射。由於喪失能量，黑洞的摘，亦即其面積減

小，而周圍環境的嫡則由於獲得能量而增大，並且環境滴的增大量大於黑洞滴的減小量，

於是總的摘仍然增大，熱力學第二定律為黑洞加環境的整體系統所遵守。

隧道

經典觀點認為沒有任何東西能逃離黑洞，視界是一個“單向膜”，只許進而不許出。

從黑洞內部看來，視界就像是一堵無限高的牆，越過它需要有無限大的能量。

但是量子力學提供了穿過任何一堵牆的可能性，哪怕是沒有足夠的能量。這種現象

被稱為隧道效應，是測不準原理的直接結果，而測不準原理則是量子力學的基石，就像

等效原理之於廣義相對論。

按照量子力學，對微觀世界的描述有著某種“模糊性”。例如，如果我們要測量一

個孤立電子的位置，它就必須是有確定位置並且是可見的，要成為可見，它就必須被照

明。一個電子是......

黑洞最終演會化成什麼

在霍金提出黑洞的量子蒸發理論之前，人們認為黑洞只能越來越大，直到把附近的質量都吸集完，黑洞停止生長，並可能永遠如此。

自從霍金提出黑洞的量子蒸發理論之後，人們對黑洞的認識有了改變。

如果黑洞吸集質量的速度大於量子蒸發的速度，則黑洞繼續長大。

如果黑洞吸集質量的速度等於量子蒸發的速度，則黑洞大小不變，穩定存在。

如果黑洞吸集質量的速度小於量子蒸發的速度，則黑洞質量減小。直到黑洞質量小到無法維持其視界，黑洞會在一次爆炸中消失，迴歸為能量。但一是這種情況只會發生在極小質量黑洞中（即所謂“量子黑洞”），二是黑洞的量子蒸發時間非常長，可能長達數百億年。

目前為止人類有進去過黑洞嗎？黑洞的裡面是什麼樣的？

zhidao.baidu.com/daily/view?id=4539

掉進黑洞會發生什麼？你死了但同時還活著

你有沒有偶爾出現過這樣的念頭：如果你掉進一個黑洞會發生什麼？

你可能會認為自己大概會被壓碎，或者撕成碎片。但現實可能比你設想的更加詭異。在你落入黑洞的一瞬間，現實將會被一分為二。在其中一種場景中，你將瞬間化為灰燼，而在另一種場景下，你幾乎毫髮無損，並且這兩種情形可能都是真實的。

黑洞是什麼？

黑洞是一類詭異之地，在這裡我們所熟知的物理定律不再有效。愛因斯坦指出，黑洞的引力會彎曲時空，造成時空本身發生扭曲。因此如果有一個密度足夠高的物體，時空將發生嚴重扭曲，以至於在這個物體周圍的現實時空之中形成一個類似凹陷的區域，這就是黑洞。當一顆大質量恆星耗盡其燃料之後發生爆炸塌縮，這一過程將足以產生這樣奇異的超級緻密天體。當超大質量恆星的死亡核心在自身質量作用下不斷收縮，它周圍的時空隨之扭曲。它的引力開始變得如此之強，以至於光線也無法逃離它的掌控：在這顆恆星原先所在的位置上，一個新的黑洞出現了。

黑洞最外層的是它的事件邊界，也就是光線恰好開始無法逃離的引力範圍邊界。在這一區域之外，光線還可以逃離，而一旦越過這一邊界，任何逃離的努力都將是徒勞的。事件邊界蘊含著巨大的能量。此處的量子效應會產生強大的高溫粒子流並向外輻射，這就是所謂的“霍金輻射”。這是以英國著名天體物理學家霍金教授的名字命名的，因為是他最先預言了這種輻射效應的存在。只要給予足夠的時間，這種霍金輻射將最終耗盡黑洞的所有質量並導致黑洞的最終消亡。

隨著你逐漸深入黑洞，時空變得更加扭曲，直到抵達黑洞的核心——在這裡，時空的扭曲達到無限程度，這就是“奇點”。在這裡空間和時間不再有意義，我們所熟知的，基於時間與空間概念的物理學定律也將全部失效。

大質量天體會導致時空的扭曲

在黑洞中，時空的扭曲程度到達極點

黑洞導致光線傳播路徑的極大扭曲，形成類似“透鏡”的效果

半人馬射電源A（Centaurus A）可能是一個位於我們銀河系中央的大型黑洞

那麼在這裡究竟將發生什麼？另一個宇宙？混沌？或是通往小時候書架的後面？沒有人知道答案。

落入黑洞時會發生什麼——你死了，但同時你活著

那麼如果有一天你真的不幸落入其中一個黑洞之中，將會發生什麼？首先我們假想你擁有一個名叫“安妮”（Anne）的同伴。你正朝著黑洞落去，而她仍然處於安全的距離外驚恐萬分地觀察著眼前的景象。從此刻開始，她將目睹一系列奇異現象。

隨著你朝著黑洞的事件邊界不斷加速下落。安妮將會看到你的身體逐漸被拉長並扭曲，就像透過一個放大鏡觀察你的感覺。並且隨著你越來越接近事件邊界，安妮會發現你的移動速度似乎變得越來越慢，就像在看慢動作鏡頭。

你沒有辦法向她呼喊，因為空間裡沒有空氣，但你想到用自己的iphone手機，利用閃光的方式向安妮發送一段摩爾斯電碼（真的有一個這樣的app）。然而你發出的信號向外傳遞的速度同樣非常緩慢，光線的波長已經在強大的引力場中被嚴重拉伸，頻率變得很低：“我很好。。。我很好。。。我。。。。。。。很。。。。。。。好。。。”