黑洞为什么光进去就出不来了？

黑洞为什么光进去就出不来了~

黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脱离。对于地球来说，以第二宇宙速度（11.2km/s）来飞行就可以逃离地球，但是对于黑洞来说，它的第二宇宙速度之大，竟然超越了光速，所以连光都跑不出来，于是射进去的光没有反射回来，我们的眼睛就看不到任何东西，只是黑色一片。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 它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。■物理黑洞 它的比起暗能量黑洞来说体积非常小，它甚至可以缩小到一个奇点。 【黑洞的吸积】 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。 天体物理学家用“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.【黑洞的毁灭】■萎缩直至毁灭 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在：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（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）。当黑洞的质量越来越小时，它的温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。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。 ■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。黑洞萎缩时，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。黑洞萎缩的越来越快，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。【黑洞与虫洞】 据最新的研究声称，科学家认为黑洞可能是通往其他宇宙的虫洞。如果这一理论是正确的，将会有助于解释例如黑洞信息悖论等量子难题，不过批评家指出这也会产生新的问题，例如虫洞是怎么形成的等等。黑洞是一种拥有强大引力的物体，任何物体——即便是光——在进入其事件边界之后都不能逃逸出来。根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞可以由任何物质形成，只要能够坍缩到足够小的空间内。 尽管黑洞不能被直接看到，天文学家还是通过观察周围物质的环绕情况，推断出一些黑洞的位置。 不过来自巴黎Bures-sur-Yvette地区法国高等科学研究所(Institut des Hautes Etudes Scientifiques)的物理学家Thibault Damour和来自德国Bremen国际大学的Sergey Solodukhin提出一个新的观点，即这些所谓的黑洞其实就是虫洞。 虫洞是连接时空架构中两个不同地方的弯曲通道。如果你把宇宙想象为一个二维的纸张，虫洞就是连接连接这张纸片和另一张纸片的小通道。实际上这一理论认为，虫洞链向的是一个拥有自己星星、星系等的另一个宇宙。 引起空间扭曲的小球在我们三维世界的例子就是黑洞。黑洞事实上是存在于四维空间的一种现象，或者说，黑洞是连接三维世界与四维空间的通道（当然在下绝不是说“如果谁要去四维空间，就请往黑洞走”，那样只会“死无全尸”而已^O^）。我们有可能通过对黑洞的深入研究，找到克服四维空间的办法，那样的话，瓦普跳跃飞行就不再是梦想了。 现在科学家已经证实，黑洞的存在确实会令周围的空间极度扭曲。根据广义相对论，光线在正常的空间里以直线传播，但当空间扭曲时，光线会随着空间扭曲的方向而扭曲。如果能给一束射进黑洞的光线拍照的话，我们就会发现，光线呈螺旋形指向黑洞中心，因为黑洞的巨大质量已使周围的空间扭曲得不成形了。

知道第二宇宙速度吧？就是航天器脱离地球引力，进入到宇宙空间中去所需要的速度。
根据万有引力定律，星球的质量越大、半径越小，第二宇宙速度就越大。地球的第二宇宙速度是每秒11.2千米，太阳的第二宇宙速度大约是617千米每秒。
在万有引力定律出现后，就有人说过，如果一个星球质量足够大而半径足够小，它的表面脱离速度就可能非常高，甚至达到光速。此时，这个星球发出的光就无法离开星球表面，外界的光一旦进入也无法离开，这个星球就会是黑色的。这就是黑洞。
这也是黑洞的牛顿解释。
现代相对论对黑洞的解释是，由于黑洞强大的引力，造成了周围时空强烈的弯曲，以至于使其附近的时空形成了自我封闭。在这个区域内，任何物质包括光线都无法脱离。
这也是黑洞的爱因斯坦解释。


时空扭曲

黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。

1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——“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高热而放出和y（伽马）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取得位置以及质量。

人类首张黑洞照片

以上为照片北京时间2019年4月10日21时拍摄。

黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小，热量无限大的奇点和周围一部分空空如也的天区，这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论，当一颗垂死恒星崩溃，它将聚集成一点，这里将成为黑洞，吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。

黑洞大致模拟结构图

也可以简单理解为：通常恒星最初只含氢元素，恒星内部的氢原子核时刻相互碰撞，发生聚变。由于恒星质量很大，聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于氢原子核的聚变产生新的元素——氦元素，接着，氦原子也参与聚变，改变结构，生成锂元素。如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成，直至铁元素生成，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定，参与聚变时释放的能量小于所需能量，因而聚变停止，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。说它“黑”，是因为它产生的引力使得它周围的光都无法逃逸。跟中子星一样，黑洞也是由质量大于太阳质量好几十甚至几百倍以上的恒星演化而来的。

当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，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，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。

求采纳，谢谢！

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高唐县13251305848： 黑洞为什么光进去就出不来了 - ？
陈没陈脂肪： 这涉及引力场能量的问题,光从引力场里面出来需要消耗光能,让光的频率降低.光进入黑洞,引力场做正功,光可以随意进入,因为光的能量可以无上限的.但是如果光要出来就不同了,引力场做负功,而光本身的能量是有限的,所以引力场之中有某个距离,就算光消耗掉全部能量也不足以逃到外界空间,光就被黑洞禁锢了.这个距离就是黑洞的视界半径.

高唐县13251305848： 为什么人类进入黑洞就出不来了? - ？
陈没陈脂肪： 随着人类掉入黑洞的时间越长,他受到的影响将会越来越大,他身边的引力也会不断因为他的挣扎而变得不受控制,他看到的所有物体包括他自己都是弯曲的.掉进黑洞越深的地方,就会发生越不可思议的事情,其中包括时间的流逝变慢,但是你并不会察觉到时间流失的快慢,而且你衰老的程度与地球上的不同,这种现象在科学上叫做“引力时间膨胀”.如果你掉进黑洞,你在黑洞内部看到的物体会越变越小,因为你经历了“引力时间膨胀”.

高唐县13251305848： 为什么光逃脱不了黑洞? - ？
陈没陈脂肪： 很多人说光没有质量,但事实上它不是很精确.事实上,应该说光没有静态质量,只有动态质量.在这个问题上,爱因斯坦提到了狭义相对论中质量和能量的等价性.他认为质量和能量实际上是同一件事,一件事的两个方面. 此外,我们可以...

高唐县13251305848： 为什么光不能从黑洞中逃出来? - ？
陈没陈脂肪： 逃逸速度(第三宇宙速度)和黑洞无关.物体没法从黑洞逃逸出来的原因如下:如果黑洞质量为M 对于在黑洞质心旁边距离为r质量为m的物体而言,它的引力势能为-GMm/r,如果它想不被黑洞吸走,他所具有的动能加上这个引力势能必须大于等于0.于是有1/2mv2-GMm/r>=0 约去m 于是1/2v2>=GM/r 于是v>=sqr(2GM/r) 因为没有任何物体的速度可以超过光速c,所以当sqr(2GM/2)>c时便没有物体可以逃脱黑洞吸引.如果不懂引力势能你可以去baidu词条找一下看一眼.

高唐县13251305848： 光为什么逃不出黑洞?光是什么? - ？
陈没陈脂肪： 黑洞是一个天体,他的引力很大以至于光都无法逃逸.光是由粒子构成,光粒子被吸引,便无法逃脱,手打求采纳.

高唐县13251305848： 光为何无法逃出黑洞 - ？
陈没陈脂肪： 额,你是在找本质吧,所谓的光的波长无限长,从而光的能量消失,那只是现象,也就是说,光的波长无限长只是一现象,波长和频率本来就是人们为了更好的研究光而自己发明的概念,准确的说法是:光在视界外出现的概率为0,光速是你所看到的3维空间的最快,当超越时,这个3维就被隔离了

高唐县13251305848： 为什么光不能逃离黑洞 - ？
陈没陈脂肪： 光子无质量只是静止状态下的情况,但这只是一个虚拟的假设状态,光既是波又是粒子,如果光子不动是不可能被观察到的.只要它运动就会有质量,光子的运动速度为光速,真空中光速值为c=299 792 458米/秒,但宇宙环境严格来说并不能算...

高唐县13251305848： 为什么光逃不出黑洞 - ？
陈没陈脂肪： 因为光也属于一种物质,黑洞有很大很大的密度,很大的吸引力,包括我们人所认知的速度最快光也会发生扭曲,也逃不出它巨大的引力!这是高中会介绍的.望对你有帮助.

高唐县13251305848： 宇宙黑洞里面是什么,一旦进去就出不来了 - ？
陈没陈脂肪： 知道黑洞的一定都好奇过,黑洞里面是什么?随着你逐渐深入黑洞,你会感觉黑洞变成超级黑洞,时空变得更加扭曲,直到抵达黑洞的核心.在这里,时空的扭曲达到无限程度,这就是“奇点”.在这里空间和时间不再有意义,我们所熟知的,...

高唐县13251305848： 黑洞很黑吗?为啥进去就出不来了？
陈没陈脂肪： 黑洞之所以称为黑洞,因为他的反射给人的感觉是黑色的,因为黑洞的引力很大,所以周边的物体会不断的进去,而这些物体的加入又使其引力变得更大,所以会牢牢＂吸＂住,也就不可能出来