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第4章 黑洞的特征

1.黑洞的主要特征

黑洞视界的外部,有点像我们在生活中观察到的自然界里的旋涡,这种漩涡像地球大气运动产生的热带气旋——台风。从卫星云图上,能够清晰地看到它的旋涡形状,和江河湖海表面上的旋涡相似。这些大自然的涡旋同样有很大的能量,中心也有很大的吸引力,当物体接近时,会被吸引进旋涡之中。

概括地说,黑洞的主要特征是:它有很强的引力,不断吞噬大量的星际物质;它的内部,连一丝光线也不透出来;它周围有很大的能量辐射,不断发出极强的X射线和γ射线;一些物质在它周围急速运行,轨迹会发生变化,形成圆形的物质环;它极大的引力,使经过它附近的光线,发生强烈的弯曲。

目前,已经形成了一门新兴学科——黑洞物理学。这是运用物理方法研究黑洞的形成、结构及其运动规律的学科,它是天体物理学的一个分支。研究和探讨黑洞,不论对物理学还是天文学,都具有重要意义。因为黑洞使人类对空间和时间的认识,得到了彻底的反思和检查。

2.黑洞发电

神奇的黑洞引发了人类对它进行研究和探索的好奇心。科学家设想,将黑洞当作“重力井”进行发电,将落到黑洞中物质的巨大位能转换成动能或光,再转换成电力。其原理和水力发电或太阳能电池相同。具体说,使气体物质朝向黑洞落下,形成能在黑洞周围旋转的增积圆盘,于是圆盘内的气体与周围的气体强烈摩擦加热,导致温度升高,开始放射出强光。来自黑洞增积圆盘的热辐射,使其周围能像太阳能电池板一样,转变为电力。到黑洞中建造发电站,就好比在天然河川中,建造水坝一样。黑洞发电站一旦建成,可使用数百万年之久。

3.黑洞的形状

当黑洞还是一颗恒星时,它坍缩得最厉害的地方在中心。由于中心承受的力最大,依次向外展开,所以黑洞的形状很可能呈漏斗状。这种形状和黑洞的主体,也就是黑洞本身的物质有关。它质量大、体积小,产生的强大引力使得时空扭曲,所以看起来就像一个漏斗。

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