提及黑洞大家腦海里第一印象應(yīng)該就是一個(gè)純黑色的洞，什么東西只要靠近了它都會被吸進(jìn)去玄坦，十分恐怖。
實(shí)際上窄潭，黑洞并不是一個(gè)洞沐批、其次它也不是黑色的，吸到黑洞里的物質(zhì)并不是絕對不能返回到外界”裥＃現(xiàn)在可以用廣義相對論和閔可夫司基的絕對時(shí)空概念來解釋黑洞為什么不是黑色的澄暮。
首先關(guān)于黑洞的一般概念是名段，如果將大量物質(zhì)集中于空間一點(diǎn)，其周圍會產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象泣懊，即在質(zhì)點(diǎn)周圍存在一個(gè)界面“視界”伸辟，一旦進(jìn)入這個(gè)界面，即使光也無法逃脫馍刮，則這個(gè)質(zhì)點(diǎn)就被稱為黑洞信夫。
——“黑洞是時(shí)空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體”。
讓我們追溯最早的黑洞理論渠退，是始于 18 世紀(jì)一個(gè)叫 John Michell 的牧師忙迁，他把光速和牛頓逃逸速度的理論結(jié)合起來，計(jì)算出一個(gè)很有意思的天體模型碎乃。
如果我們在地球上向上拋一個(gè)石頭姊扔，那么無論多大氣力，它都將落回到地球上梅誓。但如果我們用一個(gè)足夠快的速度再把它拋上去恰梢，若能擺脫地球引力的束縛，這個(gè)速度我們稱為逃逸速度梗掰，對地球而言嵌言，如果不計(jì)空氣阻力，逃逸速度是 11.2 km /s及穗，即第二宇宙速度摧茴。逃逸速度是和引力有關(guān)的，而引力是跟質(zhì)量有關(guān)的埂陆。所以苛白，若物體的質(zhì)量越大，則相對應(yīng)所需要的逃逸速度也越高焚虱。
后面就有了這樣一個(gè)假設(shè)购裙，如果有一個(gè)天體質(zhì)量非常巨大，大到需要比光更快的逃逸速度鹃栽。這時(shí)候我們就算在它上面躏率，把一個(gè)石頭以光速向外拋去，石頭的速度仍然達(dá)不到逃出天體的逃逸速度民鼓。于是薇芝，就有了黑洞最原始的概念——連光都無法逃出來的天體。
但這個(gè)概念太恐怖了丰嘉，被當(dāng)時(shí)的教會和天文學(xué)會所抵制恩掷，以至于人們就沒有再研究下去了。
但是供嚎，一切在愛因斯坦那個(gè)偉大的相對論面前又重新改變了。1905 年應(yīng)該是愛因斯坦開始輝煌的一年，他在獨(dú)自研究中拋棄了自牛頓以來一直建立的絕對空間和絕對時(shí)間觀念克滴，重新樹立起了一套新的相對觀念逼争。在愛因斯坦面前，有四個(gè)概念劝赔，空間誓焦、質(zhì)量、時(shí)間着帽、光速杂伟。牛頓的經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，空間仍翰、質(zhì)量赫粥、時(shí)間是絕對的，光速則是相對的予借。不過愛因斯坦卻不這么認(rèn)為越平，他反其道而行之，覺得只有光速才是絕對的灵迫，空間秦叛、質(zhì)量、時(shí)間都是相對的瀑粥。于是挣跋，愛因斯坦創(chuàng)造了物理歷史上最偉大的理論之一，狹義相對論狞换。
狹義相對論由兩個(gè)基本原理構(gòu)成：
第一避咆，光速絕對性原理。無論在任何方向和空間上哀澈，光速絕對不變的前提牌借。
第二，相對性原理割按。物理學(xué)里的一切運(yùn)動膨报，都必須在同等的視點(diǎn)上處理所有的運(yùn)動狀態(tài)。
在以上前提條件下适荣，關(guān)于時(shí)間和空間现柠，我們從狹義相對論里得出了更驚人的結(jié)論。運(yùn)動的物體弛矛，相對速度越快够吩，則長度越短、時(shí)間越慢丈氓、質(zhì)量越大周循，即尺縮和鐘慢效應(yīng)强法。
但這還不足以解決更深層的問題，時(shí)空的本質(zhì)和引力湾笛。因?yàn)橐Σ攀且磺卸傻年P(guān)鍵饮怯。1908 年，閔可夫司基發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要的理論嚎研，四維時(shí)空的絕對性理論蓖墅。這是用一種數(shù)學(xué)的語言描述狹義相對論，但當(dāng)時(shí)愛因斯坦并沒有對用數(shù)學(xué)論證的方法很在意临扮，甚至還嘲笑這個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)描述论矾。
馬上接下來就是引出愛因斯坦第二次走向輝煌的問題，一個(gè)關(guān)于水星的近日點(diǎn)問題杆勇。按照開普勒描述的橢圓軌道贪壳，水星應(yīng)該順著橢圓型的軌道圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)。但幾百年來的觀測證明靶橱，水星每沿軌道環(huán)繞一圈后寥袭，都不能回到原來的位置上，而是有一點(diǎn)點(diǎn)很小的偏離关霸。這就是水星在近日點(diǎn)上的移動传黄。
這個(gè)移動有1.38弧秒，經(jīng)典牛頓的引力定律可以解釋這 1.38 弧秒中的 1.28 弧秒队寇，那是木星和其他行星對水星產(chǎn)生引力作用的結(jié)果膘掰，但剩下的 0.1 弧秒沒任何辦法得到解釋。
為了使問題得到解決佳遣，首先识埋，愛因斯坦建立了一個(gè)“等效原理”，關(guān)于這個(gè)等效原理零渐，可以做一個(gè)簡單的假設(shè)窒舟，假設(shè)你在一個(gè)懸崖邊上，遠(yuǎn)處一個(gè)小球在被拋到空中的一剎那诵盼，你跳下懸崖惠豺。這時(shí)候，在地面上相對靜止的人风宁，看到小球的運(yùn)動是一個(gè)拋物線運(yùn)動洁墙。而正在掉下懸崖的你，看到小球則是一個(gè)向上的勻速運(yùn)動戒财。因?yàn)樵谝Φ淖饔孟氯燃啵愫托∏蚨继幱谕粋€(gè)參考系里，則小球受重力的作用和你受重力的作用互相抵消饮寞，在這個(gè)參考系里孝扛，你的運(yùn)動和小球的運(yùn)動是不受重力影響的了列吼，就是所謂的失重狀態(tài)。
然后疗琉，愛因斯坦又提出了一個(gè)更驚人的理論冈欢，就是引力引發(fā)時(shí)間膨脹。在1912 年盈简，愛因斯坦在閔可夫司基的絕對時(shí)空理論的前提下，即在我們的宇宙中太示，只有一個(gè)唯一的絕對的四維時(shí)空柠贤。這樣，他能解釋得了新理論里的時(shí)空彎曲类缤。也就是臼勉，離地球近的時(shí)空，彎曲曲率比較大餐弱，而離地球遠(yuǎn)的高空上的時(shí)空宴霸，彎曲曲率比較小。
在此后的三年里膏蚓，愛因斯坦終于意識到數(shù)學(xué)方法的重要性瓢谢，他用數(shù)學(xué)的方法特別是黎曼幾何，來解釋了他的新理論驮瞧，經(jīng)過計(jì)算氓扛，在1915年11月25日，廣義相對論誕生论笔。
現(xiàn)在采郎，我們就用廣義相對論的原理來解釋一開始提出來的黑洞理論。引力并不是一種力狂魔，它和我們在平時(shí)所接觸的力有很大的不同蒜埋。引力的本質(zhì)，是時(shí)空彎曲最楷。也就是整份，地球并沒有拉著或者吸引著我們，而是我們的時(shí)空被地球的引力所卷曲管嬉、扭轉(zhuǎn)皂林。所以我們需要一種新的幾何去計(jì)算空間扭曲的狀況，從而知道怎么樣的扭曲會讓光跑不出來蚯撩。
1916年1月13日础倍，德國天文學(xué)家卡爾·史瓦西（Karl Schwarzschild）歷史性地計(jì)算出第一個(gè)愛因斯坦方程的解，并建立了史瓦西幾何胎挎。史瓦西分析了完全沒有旋轉(zhuǎn)的星沟启，并得到了任意無旋轉(zhuǎn)球狀星體以外的時(shí)空曲率忆家。他預(yù)言，每個(gè)星體都存在一個(gè)依賴于星體質(zhì)量的臨界周長德迹，如果減少到這個(gè)臨界周長芽卿，星體就能形成黑洞。
但這里所說的黑洞胳搞，并不是光不能逃逸出來卸例，而是引力之大，可以讓星體的表面的時(shí)空發(fā)生強(qiáng)烈的扭曲肌毅，以至于時(shí)間在那里停止了流動筷转，就好像被凍結(jié)了一樣。
所以悬而，時(shí)空彎曲才是黑洞形成的成因呜舒，而時(shí)空彎曲也是引力的本質(zhì)。用時(shí)空彎曲的概念去描述黑洞笨奠，才比較準(zhǔn)確袭蝗，而不是單純的引力描述。
結(jié)論：
黑洞并不“黑”般婆，它也不是絕對不能被外界所觀測到的到腥，相反，黑洞非常非常地漂亮腺兴！特別是吸積盤和噴射流黑洞左电，都非常壯觀。黑洞會向外輻射页响。有的黑洞因?yàn)樾D(zhuǎn)非陈ㄗ悖快，周圍的氣體被快速地吸入到視界以內(nèi)闰蚕，則會產(chǎn)生巨大的渦流栈拖，有的黑洞是雙星系，其中一般主星是黑洞没陡，而伴星的熾熱氣體會被吸入主星內(nèi)涩哟，這樣會形成一種非常壯觀的吸積盤。同時(shí)黑洞附近的時(shí)空扭曲非常巨大盼玄，使光線產(chǎn)生強(qiáng)烈偏折贴彼，形成前所未見的“光盤”景象。
