托福聽力背景知識 黑洞是如何形成的

什么是黑洞?關(guān)于它的形成和表現(xiàn)你了解么。今天就來和大家談?wù)勱P(guān)于黑洞的問題，具體見下文。

根據(jù)廣義相對論，引力場將使時空彎曲。當(dāng)恒星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什幺影響，從恒星表面上某一點發(fā)的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小，它對周圍的時空彎曲作用就越大，朝某些角度發(fā)出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。

等恒星的半徑小到一特定值(天文學(xué)上叫“史瓦西半徑”)時，就連垂直表面發(fā)射的光都被捕獲了。到這時，恒星就變成了黑洞。說它“黑”，是指它就像宇宙中的無底洞，任何物質(zhì)一旦掉進去，“似乎”就再不能逃出。實際上黑洞真正是“隱形”的，等一會兒我們會講到。>>戳我獲得一對一指導(dǎo)

那么，黑洞是怎樣形成的呢?其實，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來的。

白矮星和中子星形成的過程：當(dāng)一顆恒星衰老時，它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料(氫)，由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

質(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星，質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計算，中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽的質(zhì)量。如果超過了這個值，那幺將再沒有什幺力能與自身重力相抗衡了，從而引發(fā)另一次大坍縮。

這次，根據(jù)科學(xué)家的猜想，物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點進軍，直至成為一個體積趨于零、密度趨向無限大的“點”。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度(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，從而切斷了恒星與外界的一切聯(lián)系——“黑洞”誕生了。

與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術(shù)”，人們無法直接觀察到它，連科學(xué)家都只能對它內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出各種猜想。那幺，黑洞是怎幺把自己隱藏起來的呢?答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線傳播的。

這是一個最基本的常識�？墒歉鶕�(jù)廣義相對論，空間會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖然仍然沿任意兩點間的最短距離傳播，但走的已經(jīng)不是直線，而是曲線。形象地講，好象光本來是要走直線的，只不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。

在地球上，由于引力場作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著的恒星發(fā)出的光，雖然有一部分會落入黑洞中消失，可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。所以，我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術(shù)。

更有趣的是，有些恒星不僅是朝著地球發(fā)出的光能直接到達地球，它朝其它方向發(fā)射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恒星的“臉”，還同時看到它的側(cè)面、甚至后背!>>戳我獲得一對一指導(dǎo)

“黑洞”無疑是本世紀最具有挑戰(zhàn)性、也最讓人激動的天文學(xué)說之一。許多科學(xué)家正在為揭開它的神秘面紗而辛勤工作著，新的理論也不斷地提出。不過，這些當(dāng)代天體物理學(xué)的最新成果不是在這里三言兩語能說清楚的。有興趣的朋友可以去參考專門的論著。

關(guān)于黑洞就介紹到這里了，希望能為大家多積累一些托福聽力背景素材，為考試增加一份助力。加油!

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