飞鱼博客

宇宙中众多奇特的天体中，最神秘的应属“黑洞”了，要理解它，关键要从引力问题开始。

每个物体都会产生一个引力场。物体质量越大，越是靠近中心，引力场越强。

万有引力公式：F=(GmM)/(R²)，
式中：F表示两物体的引力，G表示引力常数（6.67×10^-11N·m²/kg²），m和M表示两个物体分别的质量，R²表示两物体质心的距离平方。
由此可见，两物体间的引力，与质量成正比，与距离平方成反比。

两物体在引力场的作用下，会互相吸引，或者环绕运行，而要脱离这个引力场的最小速度被称为“逃逸速度”。在地球表面逃逸速度为11.2km/s；木星比地球大，表面逃逸速度为60.5km/s；太阳更大，表面逃逸速度为617.4km/s。

表面逃逸速度公式：v=√(2GM)/R，
式中，v为表面逃逸速度，G为引力常数，M为天体质量，R为逃逸体到天体质心的距离。

用太阳举例黑洞的形成：

太阳质量：1.989×10³⁰kg；直径：1.392×10⁹m。
太阳的热核反应和引力趋于平衡，这时表面逃逸速度为617.4km/s，假如太阳燃料耗尽，开始塌缩，全部物质都紧紧压缩到一起，就连原子都压碎了，原子核压到一起，自由电子分离出来，在电子简并压力的平衡下，太阳变成为直径只有4.8×10⁷m的由原子核和离散的电子组成的“白矮星”。这时表面逃逸速度为3325km/s。
如果进一步压缩太阳，电子也被压入了原子核，形成中子，太阳就变成了“中子星”。这时，直径只有14.5公里，表面逃逸速度高达193000km/s。
假如再进一步压缩太阳，使太阳直径为5.8km，这时表面逃逸速度大于300000km/s，连光都逃逸不了了，就成为了“黑洞”。

事实上我们的太阳不太可能会变成“黑洞”，其最终会相当平静的坍缩成为“白矮星”。而质量更大的恒星，在坍缩前会先发生爆炸，从而失去部分能量。如果爆炸后的剩余质量大于1.44倍太阳质量，它将会坍缩成“中子星”，如果剩余质量超过太阳质量的3.2倍，它必定会坍塌成为“黑洞”。

黑洞的观测：

黑洞由于连光线都逃不出来，不能用传统方法来观测。目前科学界找到了一种方法。如果物质落入黑洞中，就会在“掉进去”的过程中发出X射线。只要这个落入量足够大，我们就能检测到。

最理想的就是两颗互相环绕的巨星，其中之一变成黑洞，但两者还是在作相互环绕运行。黑洞会不断的吸收另一颗伴星的物质，从而辐射出强烈的X射线。

最早发现的一个。1965年发现的天鹅座X射线源，被命名为"天鹅座X-1"。后来精确测定出该X射线源位于暗星HD-226868的附近。HD-226868离地球10000多光年，质量30个太阳。HD-226868与天鹅座X-1为周期5.6天相互环绕运行的两颗星体。天鹅座X-1质量大约在5~8个太阳，目前公认为黑洞。

根据对宇宙中X射线源的观测，发现了许许多多的X射线源，其中一部分应该为黑洞。在我们银河中心的就有发现强烈的X射线源，估计为质量超过400万个大阳的黑洞。