地下黑洞

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什么是地球黑洞

关于地球黑洞

地球的黑洞是怎么形成的？

什么是地球黑洞

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，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球。

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，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。

由于高密度而产生的力量，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。

亦可以简单理解：通常恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，发生裂变、聚变。

由于恒星质量很大，裂变与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。

由于裂变与聚变，氢原子内部结构最终发生改变，破裂并组成新的元素——氦元素。

接着，氦原子也参与裂变与聚变，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不能参与裂变或聚变，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。

跟白矮星和中子星一样，黑洞可能也是由质量大于太阳质量20倍的恒星演化而来的。

当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（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。

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），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。

关于地球黑洞

黑洞中隐匿着巨大的引力场，这种引力大到任何东西，甚至连光，都难逃黑洞的手掌心。

黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见，这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。

我们无法通过光的反射来观察它，只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。

据猜测，黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物，是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。

因为黑洞是不可见的，所以有人一直置疑，黑洞是否真的存在。

如果真的存在，它们到底在哪里？

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，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球。

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，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。

任何靠近它的物体都会被它吸进去，黑洞就变得像真空吸尘器一样

为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界，我们需要讨论广义相对论。

广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说，适用于行星、恒星，也适用于黑洞。

爱因斯坦在1916年提出来的这一学说，说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。

简言之，广义相对论说物质弯曲了空间，而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。

让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。

首先，考虑时间（空间的三维是长、宽、高）是现实世界中的第四维（虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向，但我们可以尽力去想象）。

其次，考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。

爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。

我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景：石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些，虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的，但其中央仍稍有下凹。

如果在弹簧床中央放置更多的石块，则将产生更大的效果，使床面下沉得更多。

事实上，石头越多，弹簧床面弯曲得越厉害。

同样的道理，宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。

正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样，质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多。

如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动，它将沿直线前进。

反之，如果它经过一个下凹的地方 ，则它的路径呈弧形。

同理，天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进，而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。

现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响。

设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。

自然，石头将大大地影响床面，不仅会使其表面弯曲下陷，还可能使床面发生断裂。

类似的情形同样可以宇宙出现，若宇宙中存在黑洞，则该处的宇宙结构将被撕裂。

这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。

现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。

正如一个滚过弹簧床面的网球，会掉进大石头形成的深洞一样，一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。

而且，若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。

我们已经说过，没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。

但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。

著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度，有一个比其周围环境要高一些的温度。

依照物理学原理，一切比其周围温度高的物体都要释放出热量，同样黑洞也不例外。

一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量，黑洞释放能量称为：霍金辐射。

黑洞散尽所有能量就会消失。

处于时间与空间之间的黑洞，使时间放慢脚步，使空间变得有弹性，同时吞进所有经过它的一切。

1969年，美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。

我们都知道因为黑洞不能反射光，所以看不见。

在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。

但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。

通过科学家的观测，黑洞周围存在辐射，而且很可能来自于黑洞，也就是说，黑洞可能并没有想象中那样黑。

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氢弹的能量。

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

地球的黑洞是怎么形成的？

　　地球的黑洞指南极臭氧空洞

　　自从发现在南极上空存在臭氧空洞以后，为了查实和弄清臭氧层耗减及臭氧空洞形成的原因 ，美国宇航局(NASA)牵头组织了数十个科学家于1986年和1987年的9～11月，两次赴南极 进 行臭氧探险活动，寻求揭示臭氧空洞形成的机理。

在第二次探险中获得了有效的探测结果， 由此推理出臭氧空洞形成的机理。

　　人类所排放的CFCs主要在北半球，其中欧洲、俄罗斯、日本和北美洲约占总排放量的90%。

这种不溶于水和不活泼的CFCs，在头1～2年内在整个大气层下部并与大气混合。

这种含有CF Cs的大气从底部向上升腾，一直到达赤道附近的平流层。

然后分别流向两极，这样经过整个平流层的空气几乎都含有相同浓度的CFCs，然而由于地球表面的巨大差异，两极地区的气象状况是完全不同的。

南极是一个非常广阔的 陆地板块(南极洲)，周围又完全被海洋所包围，这种自然条件下产生了非常低的平流层温度 。

在南极黑暗酷冷的冬季(6～9月)，下沉的空气在南极洲的山地受阻，停止环流而就地旋转 ，吸入周围的冷空气，形成“极地风暴旋涡”。

这股“旋涡”上升到20km高空的臭氧层，由于这里温度非常低，形成了滞留的“冰云”。

“ 冰云”中的冰晶微粒把空气中带来的CFCs和哈龙吸收在其表面，并不断积聚其中。

当南极的春季来临(9月下旬)，阳光照向“冰云”时，冰晶溶化，释放出吸附的CFCs和哈龙。

它们受到紫外线UV-C照射，分解出Cl·和Br·并与臭氧反应生成CIO·和BrO·消耗臭氧。

由于冰晶的吸附作用，积累的CFCs和哈龙在一段时间内集中分解出Cl泛虰r吩偌由闲纬杀Щ岱⑸ 各种各样的化学变化，促成了每年9～11月臭氧快速耗减，在特定高度臭氧几乎完全消失， 导致臭氧空洞形成。

　　随着夏季的到来，南极臭氧层得到逐渐恢复，然而臭氧减少的空气可以传输到南半球的中纬度，造成全球规模的臭氧减少。