基本粒子、光子、物质
Elementary
particle、photon、matter
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基本粒子、光子、物质 Elementary
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感谢黑洞
赵丰军
第一种黑洞，要想真正感谢黑洞，就要了解黑洞，认识黑洞，知道黑洞的成因，了解黑洞的习性，这是感谢黑洞的内在本质。 就目前人类对黑洞的认识来看，仅仅是处在遥远的地方观测研究的结果，外加上理论物理所研究的内容，可以讲只是一个表面的研究事实，并没有深入考察研究，可以这样讲所有有关黑洞的认识和理论，只要是合乎情理的黑洞理论，都应该进行研究。现有的黑洞理论认为，黑洞的形成是由于巨大恒星，由于长期发光，能量枯竭，最后由于自身万有引力，使恒星塌陷，星球半径和体积减小，进一步加大了恒星物质内部的万有引力，将恒星内部的物质原子、分子压碎，构成密度更大的中子星，由于中子星的巨大吸引力，将周围的物质进一步吸收进来，中子星的质量会越来越大，最后連中子星的光子，由于万有引力的存在也不能发射出来，黑洞算是形成了。现代的很多天文观察中发现黑洞的存在，下面摘录一些有关黑洞的文章进行佐证： （1）、在我们所处的银河系的中心部位，一个快速移动的活跃恒星为我们明确显示了黑洞的存在位置。美国加利福尼亚大学的安德雷·盖兹教授分别于两个月里拍下了一系列银河系中心部位的照片。在这些照片中，一些明亮的小点表明了在银河系中心部位两光周范围内高速环绕飞行的恒星的位置。但是引起人们注意的是照片中那个并不移动的较暗物体。盖兹教授认为这就是超热气体于近期陷入极大的黑洞中时所发出的光线。我们星系的中心部位是一个奇怪而又有意思的地方。那里可以看到巨大的环形气体正在不停循环运动，许多恒星以超过每秒钟１０００公里的速度环绕一个巨大中心高速飞行。从那里辐射出来的较暗光线和那些高速运动着的恒星都表明在银河系的中心可能有一个黑洞存在。天文学家们通过持续不断的观察已经精确地计算出了黑洞的准确位置———ＳｇｒＡ＊也就是人马座Ａ＊，它距离地球大约２６０００光年。安德雷·盖兹教授本人也对黑洞的大小进行了估计，她认为这个黑洞可能是太阳大小的２６０万倍。她通过设在夏威夷的Ｋｅｃｋ望远镜拍摄的照片同样对这个地区的所发生的情况作出了有力的证明。它们表明位于ＳｇｒＡ＊的黑洞正在经历一个表面看来像是“进餐”的阶段，吸入更多的气体。盖兹教授说：“如果我们的确认为黑洞正在经历一个较大的进餐过程，这与其它星系相比也只是非常小的一个过程。事实上，虽然其内部还将有新的辐射发生，但相对来说这还是一个较为安静的黑洞。”
（2）、1975年霍金（Hawking）发表了一个令人震惊的结论：如果将量子理论加入进来，黑洞不是十分黑！相反，它们会轻微地发出摶艚鸱鋽之光。（该辐射包括）有光子、中子和少量的各种有质量的粒子。这从未被观测到过。因为我们有证据认为是黑洞的天体都被大量正坠入其中的热气团所包围。这些热气的辐射会完全淹没这种微弱的（辐射）效应。如果一个黑洞的质量是一个M
(M是一个太阳 这是怎么回事？好，你将发现对于霍金辐射的问题，在许多“科普”读物中是这样解释的：同在任何其他地方一样，虚粒子在黑洞视界边缘不断产生。通常，它们以粒子－反粒子对的形式形成并迅速彼此湮灭。但在黑洞视界附近，有可能在湮灭发生前其中一个就掉入了黑洞。这样另一个就以霍金辐射的形式逃逸出来。事实上这种论证并不清晰地与实际计算相符。至少我从未看到过标准的计算如何变形以解释关于虚粒子溜过视界。通常的计算中涉及巴格寥夫（Bogoliubov）变形。其想法是这样的：当你量子化电磁场的时候，你必须采用经典物理方程（麦克斯韦Maxwell方程）并将其视为正频和负频两部分的线性相加。粗略地讲，一个给出粒子，另一个给出反粒子；更精确地讲，这种分割暗示着对量子真空理论的定义。换言之，如果你用一种方法分割，而我用另一种方法分割，则我们关于真空状态的观点将不符！
（3）、天文学家通过X射线――掉入黑洞的气体和粒子发出的最后的能量，确认了新型的黑洞。这个发现在查尔斯坦的美国天文学会高能天体物理部的会议上发表。
科尔博特和墨舍斯基在不可见的X射线光谱（活着称为"颜色"）中发现了新型黑洞的线索。此类"颜色"是通过比较X射线与更短的波和更长的波的波长得以判断出来的。正如天空的蓝光包含的波长比日落的红光的波长要短。
（4）、科学家发表的一篇报告中指出，黑洞这种看不见的宇宙坟场所释放的能量可能高达宇宙诞生以来所有总量总和的一半，但这项理论尚须进一步的验证。
（5）超级黑洞曾经一度控制宇宙，它们吸入宇宙尘埃、星体和发射出大量穿越太空至今已运行若干亿年的X射线。
（6）新华网伦敦9月5日电(记者王艳红)天文学家早就提出，在银河系中央一个名叫人马座A＊的区域可能盘踞着一个巨大的黑洞，但一直没有直接的观测证据支持这一假设。美国科学家最近报告说，他们在这一区域边缘观测到了一次X射线爆发，从而首次为银河系中心黑洞的存在提供了强有力的证据。
（7）、天文学家发现新的证据，支持有关大质量星死亡後形成黑洞的理论。 通过以上各种媒体报道，以及很多物理科学家的研究可知，黑洞是由于很大物质质量的星体构成的，相信黑洞可出自两种途径：一种是超巨质量恒星在核反应停止後塌缩形成，或者是死亡的恒星爆炸後其残骸塌缩产生，无论是哪一种都说明黑洞存在巨大的物质质量，它不断吸收来自宇宙的各种粒子，将其称为宇宙的坟地，这种提法也没有什么错误，不过要正确理解坟地，它是旧生命的结束点，也是新生命的诞生地。就是说黑洞是不断地吸收来自宇宙的各种粒子，同样也是诞生星系的基地。黑洞周围的恒星系不会轻易地让黑洞捕获，它们都有自己的生命历程。 黑洞的生命历程是这样的：吸收来自宇宙的各种粒子，其中光子占有绝对的比例，黑洞吸收光子后，在黑洞内将光子这种物质合成为普通的粒子，也就是将黑洞内的暗物质转化为明物质，但是这种明物质却不能轻易地让人们看到，因为是黑洞，并且此时的黑洞正在工作，是以吸收光子，转化明物质为主，还没有到发出明物质的时间，事实上是黑洞不断发出光子能量，只是发出的光子信息能量没有吸收到的光子信息能量多，让人感觉不到发光；当黑洞吸收的光子能量越来越大，转化的明物质越来越多，黑洞内的光子能量密度越来越大，相对应地黑洞内的温度越来越高的时候，黑洞内的光子能量密度与外界的光子能量密度相差不大，直到相差很大时，黑洞内的物质会在内外光子能流的作用下发生巨大爆炸，出现黑洞爆炸，形成新的恒星系，从此新生命诞生了。 在黑洞周围运动的恒星是很安全的，没有什么危险，这是因为在黑洞周围同时存在巨大的光子信息旋涡，这个巨大的光子信息旋涡，是支持恒星围绕黑洞做圆周运动的物质基础，随着恒星的圆周运动，恒星的运动速度应在旋涡光子信息作用下，不断增大，就是黑洞不发光，由于恒星的运动速度不断增大，也有一种远离中心的运动趋势，就是说恒星不但不能被黑洞吸收到洞内，相反都是远离黑洞的，因此所有恒星都存在一个远离黑洞的现象，在恒星远离黑洞的同时，由于受到黑洞的吸引作用，事实是上黑洞内外的光子信息能量密度差引起的作用力，这个吸引力做负功，又使恒星的动能不断减少，所以在黑洞周围存在的时间越久，离黑洞的距离越远，不是速度越来越大，而是速度越来越小。这是第一种黑洞的信息特征，是由于中心存在一个巨大的星体而造成的物质吸收，由于巨大的引力作用，使很多气体微粒的物质进入黑洞，使黑洞质量越来越大。有一点要说明的是，黑洞的物质来源更多的是光子流的进入，或者说是一些微观粒子的进入，许多宏观星体不但进入不了黑洞 ，还要从黑洞中逃离出来，这只取决于黑洞的势力范围。 第二种黑洞，这里所研究的黑洞是一种新型黑洞，是别人没有提到的黑洞，黑洞中没有什么宏观物质，也没有什么巨大星体，而是真空的原始状态，就是说在真空的原始状态下有存在黑洞的可能性，这也是所有黑洞形成初期时的特征。 在巨大星体死亡之后，转变成黑洞是容易让人们理解的内容，说是在真空状态下存在黑洞是任何人都不相信的物理模型。要想理解在真空状态下存在黑洞，必须从物质的基本粒子讲起，我们说物质的基本粒子是光子，光子的各种组合，在自然界中存在，吸收发出不同的光子信息，表现出了各种不同的物质存在形态，才构成了多姿多彩的宇宙。光子是物质的基本粒子，光子是宇宙中普遍存在的粒子和物质，光子是明物质，其它物质都是暗物质，只要是有静止质量的都是暗物质，只有光子唯一能与其它物质粒子直接作用的物质，其它物质相互作用必须通过光子才能实现，光子是宇宙中唯一的明物质，其它都是宇宙中的暗物质，所有暗物质必须通过光子这种明物质才能显示出来。宇宙中充满着光子信息这种明物质，由于物质的相互运动，使光子在宇宙中的流动方向不定，如果在某一处没有宏观物质的地方，也就是人们通常讲的真空下，形成了巨大的光子信息旋涡，在光子信息旋涡附近，所有光子以及光子信息，原子、分子以及高能粒子，都会在光子信息旋涡的作用下，向光子信息旋涡的中心运动，而光子信息旋涡中心的光子和物质却不能离开光子旋涡，这就是对人们所说的另一种黑洞。 这种黑洞不是由于宏观物质特别大，万有引力特别大，将其它宏观物质，以及光子紧紧地牢固吸住，使之不能逃逸。而是这里根本就没有什么宏观物质，而仅仅是由于这里存在巨大的光子信息旋涡，由于光子信息旋涡将光子高能粒子聚集在光子信息旋涡内，形成所谓的黑洞。这是黑洞的最初方式，这才是真正的黑洞，光子信息旋涡没有任何光子发出，在光子信息的旋涡中心，吸收了大量的光子信息以及高能粒子，这些物质在光子信息的旋涡中心构成新物质元素，如果这个巨大的光子信息旋涡特别大，存在的时间特别长，光子能流密度特别大，就会形成更大物质的构成，以致形成现代意义上的黑洞。 随着黑洞吸收物质、合成物质，黑洞的物质质量不断增大，这样黑洞内的光子能量密度不断增大，宏观表现为黑洞内部，特别是黑洞中心的温度不断升高，这时当黑洞内的光子信息能量密度不断增大的同时，与黑洞外的光子信息旋涡的能量密度接近的时候，基本上是处于平衡状态，再过一段时间，黑洞内的光子信息能量密度进一步加大，若达到一定的温度出现热核反应时，黑洞内的光子信息能量密度突然增大，远远大于光子信息旋涡外的光子信息能量密度的时候，这时黑洞就像恒星一样突然发光了，这就是所谓的恒星；如果光子信息旋涡内的能量密度太大，在黑洞内就是出现热核反应，黑洞内的光子信息能量密度突然增大，但是，如果仍然达不到光子信息旋涡外的能量密度时，黑洞就是变成恒星，内部进行着剧烈的热核反应，光子信息也不能离开黑洞，不能成为恒星，黑洞仍然是黑洞。只有到黑洞的物质进一步增多，光子能量密度进一步增大，远远大于光子信息旋涡外的光子信息能量密度时，黑洞才发光，成为巨大的、特别巨大的恒星，甚至成为超巨大恒星；或者是黑洞爆炸。 这里也存在另一种特殊情况，如果是由于光子信息旋涡外的光子信息能量密度突然在变小，如果在很短的时间内，出现黑洞内外的光子信息能量密度差，黑洞就会出现内外的巨大压力差，进一步爆炸，成为新的恒星体系。 通过以上分析说明这样几个问题:1、目前的黑洞有两种，一种是黑洞确实是由巨大恒星转变而成，它确实是由巨大物质内容为基础，另一黑洞是黑洞的初期阶段，黑洞内根本就没有人们所说的宏观物质，仅仅是由光子信息旋涡构成。2、恒星有两种，一种是由于黑洞物质的增大，出现某种特殊原因，使黑洞爆炸，将黑洞这个巨大的物质爆炸为几个星体，但是由于这几个星体到达新的环境中，所处的光子信息能量密度不一样大，而这些星体的内部也达到了一定的温度，达到了热核反应的条件，同样能够发光，成为恒星体系，这是由于黑洞爆炸所成的恒星体系。另一种是光子信息旋涡的能量密度不太大，黑洞物质增多到一定的程度，达到了热核反应的条件，黑洞直接发光成为单个的超大恒星，这种恒星是由黑洞直接形成的。 所有的恒星由于发光，使自己体内物质不断减小，中心的光子信息能量密度太小，直至达不到热核反应的条件时，恒星停止发光，恒星内部的光子能量密度突然减小，出现内外光子能量的压力差，使恒星塌陷，恒星外的星体可能会因为恒星停止发光，在恒星体系外，出现内外光子信息的能量密度差，会使行星靠近恒星运动，此时的恒星重新变成黑洞，黑洞又开始吸收物质，吸收光子信息，使自己的物质质量进一步增大，再次转变为恒星，但是这个过程是很漫长的一个过程，从一个恒星的出生到死亡，到恒星的再次复活，可能要100亿年的历程，在人类的生存历史中，不容易发现。这么分析是说黑洞是宇宙中普遍存在的现象，是恒星诞生所必须的经历之一，没有黑洞也就没有恒星，就没有宇宙生命的开始历程，我们的宇宙是黑洞、恒星、黑洞的生死历程，是一个有生命的有机体，黑洞是物质生存的一种方式，它不但不可怕，相反给宇宙、给恒星、给人类带来了生的希望， 我们应该为黑洞的存在而欢呼，为黑洞的存在而高兴，感谢黑洞是人类情感之一。 |
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的质量，常作为度量天体质量的单位)，霍金预言它将只能发出
开尔文的撎逦聰。所以只有很小的黑洞的辐射才会比较显著。特别地，这种效应在理论上是很有趣的，致力于此的学者们已经花费了大量的经历去理解量子理论如何与引力结合在一起，其后果是什么。最富戏剧性的是：一个孤立的、不吸收任何物质的黑洞会慢慢辐射其质量；开始很慢，但越来越快。最后，在其灭亡的一瞬间将象原子弹爆炸那样放出耀眼的光芒。然而一个质量为一个M的黑洞的全部寿命为1071M
3秒。所以别傻等大块头变成鬼魂了（人们已经开始寻找在宇宙大爆炸中生成的小黑洞的灭亡，但至今未果）。