7、第一章第五节黑洞理论与灰洞理论（下）） ...
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霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律.而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中.一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们. 霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现.其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样.对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样.所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光子. 根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律.当物体失去能量时,同时也会失去质量.黑洞同样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了.霍金预言,黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗□□的能量.但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演.事实上,黑洞爆炸后,释放的能量非常大,很有可能对身体是有害的.而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过100亿至200亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然.所谓“黑洞”,就是这样一种天体：它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来.根据广义相对论,引力场将使时空弯曲.当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出.而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面.等恒星的半径小于一特定值（天文学上叫“施瓦西半径”）时,就连垂直表面发射的光都被捕获了.到这时,恒星就变成了黑洞.说它“黑”,是指任何物质一旦掉进去,就再不能逃出,包括光.实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到.那么,黑洞是怎样形成的呢其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的.当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢）,由中心产生的能量已经不多了.这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量.所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡.质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星.而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量.如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩.这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很小、密度趋向很大.而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了.与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了.例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想.那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢答案就是——弯曲的空间.我们都知道,光是沿直线传播的.这是一个最基本的常识.可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲.这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线.形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向.在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的.而在黑洞周围,空间的这种变形非常大.这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球.所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术.更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球.这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一.许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出.不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的.有兴趣的朋友可以去参考专门的论著.按组成来划分,黑洞可以分为两大类.一是暗能量黑洞,二是物理黑洞.暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量.巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞,详情请看宇“宙黑洞论”.暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础.物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量.当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞.暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大.但物理黑洞的体积却非常小,它可以缩小到一个奇点. 可它足以毁掉整个太阳系！
黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的,这一过程被称为吸积.高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性.目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘.当吸积气体接近中央黑洞时,它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感.对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据.数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的.天体物理学家“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动.吸积是天体物理中最普遍的过程之一,而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构.在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系.即使到了今天,恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体而形成的.行星——包括地球——也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的.但是当中央天体是一个黑洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面. 然而黑洞并不是什么都吸收的,它也往外边散发质子.爆炸的黑洞黑洞会发出耀眼的光芒,体积会缩小,甚至会爆炸.当英国物理学家史迪芬·霍金于1974年做此语言时,整个科学界为之震动.黑洞曾被认为是宇宙最终的沉淀所：没有什么可以逃出黑洞,它们吞噬了气体和星体,质量增大,因而洞的体积只会增大,霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃,他结合了广义相对论和量子理论.他发现黑洞周围的引力场释放出能量,同时消耗黑洞的能量和质量,这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计,而小黑洞则以极高的速度辐射能量,直到黑洞的爆炸. 奇妙的萎缩的黑洞当一个粒子从黑洞逃逸而没有偿还它借来的能量,黑洞就会从它的引力场中丧失同样数量的能量,而爱因斯坦的公式E=mc^2表明,能量的损失会导致质量的损失.因此,黑洞将变轻变小.沸腾直至毁灭所有的黑洞都会蒸发,只不过大的黑洞沸腾得较慢,它们的辐射非常微弱,因此另人难以觉察.但是随着黑洞逐渐变小,这个过程会加速,以至最终失控.黑洞委琐时,引力并也会变陡,产生更多的逃逸粒子,从黑洞中掠夺的能量和质量也就越多.黑洞委琐的越来越快,促使蒸发的速度变得越来越快,周围的光环变得更亮、更热,当温度达到10^15℃时,黑洞就会在爆炸中毁灭.克尔黑洞是指不随时间变化的绕轴转动的轴对称黑洞。这类黑洞的中心是一个奇环，有内、外两个视界。内视界为黑洞奇异性的界限，而外视界则为不可逃脱的界限。这就意味，一旦你落入外视界，你不会立即被黑洞的种种奇异性摧毁，但此时你将会不可避免地落入内视界。两界面仅在两极处相切。除去两视界外，克尔黑洞的最外围还有一个界限称为静止界限（简称静界）或无限红移面。静界产生于克尔黑洞的参考系拖拽效应，通俗地讲，就是克尔黑洞旋转时拖动着周围的时空一起转动。可以理解为在静界处时空的“旋转速度”等于光速，这就意味着静界内的飞船无论如何不能保持相对静止（物体移动的最大速度为光速）。静界并非克尔黑洞的真正界限，因为进入静界后仍然可以逃离。静界和视界之间的夹层称为能层。克尔黑洞可能与白洞连接，因此，进入克尔黑洞的物体只要不撞在奇环上就有可能从白洞出来。
在来解释一下白洞：白洞广义相对论所预言的一种性质正好与黑洞相反的特殊天体。白洞目前还仅是一种理论模型，尚未被观测所证实。按照白洞理论，白洞和黑洞相似，也有一个封闭的边界。聚集在白洞内的物质，只可以经边界向外运动，而不能反向运动。白洞是宇宙中的喷射源，可以向外部区域提供物质和能量，但不能吸收外部区域的任何物质和辐射，因此白洞是一个只发射、不吸收的特殊天体，与黑洞正好相反。白洞是一个强引力源，其外部引力性质均与黑洞相同，白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞理论主要可用来解释一些高能天体现象。[1] 根据白洞理论，有人认为类星体的核心可能是一个白洞。当白洞内超密态物质向外喷射时，就会同它周围的物质发生猛烈的碰撞，从而释放出巨大能量。由此推断，有些X射线、宇宙线、射电爆发、射电双源等现象，可能与白洞的这种效应有关。
这就是我们平时所谓的黑洞与白洞？它的存在面临的难题是：他与大部分物理论定律不符，导致黑洞理论创始人之一霍金提出了灰洞理论：据英国《每日邮报》2014年1月24日报道，在一篇在线发表的论文中，承认“宇宙中没有黑洞”，存在“灰洞”。这个理论震惊了物理学界，乃至整个世界。据国外媒体报道，斯蒂芬·霍金的黑洞理论为宇宙中最致密的天体行为提供了一种可能性的解释，但是日前这位大科学家在其作品中提到，宇宙中没有“黑洞”，有的只有“灰洞”。该理论来源于一篇名为《黑洞的信息保存与气象预报》的调查论文中，是霍金对黑洞的研究成果之一，他认为黑洞其实是一个拥有极端物理环境的“灰色地带”，物质能进入黑洞中后还会“回到”宇宙中，我们此前对黑洞的边界理论认识是有待改善的，黑洞或不会永久性地保存质能信息，在某个时候会“释放”出来。
霍金预言
我承认我偏心于黑洞理论，毕竟我一直学习着他，但霍金确实是一位改革人物，毕竟他是我们的宇宙之王。但是，这个预言是我们匪疑所思。
霍金预言指的是著名物理学家史蒂芬·霍金在2011年接受美国著名知识分子视频共享网站BigThink访谈时，称地球将在200年内毁灭，而人类要想继续存活只有一条路：移民外星球。霍金表示，人类如果想一直延续下去，就必须移民火星或其他的星球，而地球迟早会灭亡。至于这个时间期限，霍金预言，地球将在200年内毁灭。此消息一出，引起坊间热议。有学者表示，霍金之说更多的不是建立在相关科学依据上，而应该理解为“霍大师对人类的一个忠告”。另外，霍金预言外星人可能会为资源入侵地球。我觉得这件事是完全有可能的！毕竟发生了那么多恐怖的事（以后内容及整本书都在讲这些)。霍金却是一位大师，我十分敬佩他，（虽然我一直害怕这本书）我觉得我们移民外星球不是不可能，而是必须得这么做！宇宙是无限的！（这与我的理论相反）凭什么只存在一个“地球？为什么人类最聪明最智慧？这是荒唐的！我不知道别的人怎么想，我就觉得外星人一定存在！（下一章具体讲）而且他们的科技一定高于我们！我们得防备，我们的激光对他们来说像白菜一样！这是要干什么？我们的星球大战即将拉响！这就是宇宙！这就是霍金预言！换句话说：我们都得死！只是早于晚罢了！我们活着有什么意义？这也许预示我们要做些什么了......
（第一章完）
作者有话说
第7章 第一章第五节黑洞理论与灰洞理论（下））
