作业帮从万有引力能够预言黑洞吗1
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/30 10:49:09
从万有引力能够预言黑洞吗1
从万有引力能够预言黑洞吗
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从万有引力能够预言黑洞吗1
能.
牛顿的万有引力定律认为,地球和宇宙间的一切天体,都具有强大的相互吸引力,它们能牢牢地吸引住附近的一切物体.比如地球的引力吸引着地表的物质使之不能随意地飞离地球;人们想要把人造卫星送上围绕地球运行的轨道,至少要使发射的火箭有每秒钟8千米的速度.如若不然,因为地球的引力,人造卫星就会被拉回地面,我们称这个速度为第一宇宙速度；如果我们要把一只飞船送到火星上去,也就是说要让飞船摆脱地球引力的控制,那么发射的火箭就要把速度提到每秒11千米,这个速度叫做第二宇宙速度,又被称为天体的表面脱离速度.不同天体的表面脱离速度也不同,这与质量关系密切.比如说,月球的质量比地球小,表面脱离速度就比地球的表面脱离速度小很多；而太阳的质量比地球大许多倍,表面脱离速度就会相应大许多.
那么,人们不禁又要问：有没有可能在宇宙中有这样一些天体,它们的表面脱离速度能超过每秒30万千米,比光速还要大?由于它自己的引力如此之大,以至于连它所发射的光都跑不出来?
1798年法国天文学家拉普拉斯从牛顿力学出发,预言了宇宙中可能存在引力如此之大的大天体.他认为“宇宙中最明亮的天体,很可能我们根本就看不到它”.他大胆地假设说,如果有一个天体的密度或质量很大,达到了一个限度,这时它很可能是不可见的.因为光速也低于它的表面脱离速度,也就是说光无法离开它而最终到达我们这里.他的预测其实就是一种早期的“黑洞”理论.
近代以来,爱因斯坦发表了广义相对论,越来越多的自然科学家从牛顿力学和广义相对论出发,得出了类似结论,纷纷预言“黑洞” 的存在.依据牛顿的万有引力理论,科学家得出,一个球形的天体,一旦它的质量超过太阳质量的2倍,就可能引发“引力崩溃”.也就是说,它可能会向自己的中心引力坍缩,成为一个体积无限小、质量无限大的质点.依据爱因斯坦的广义相对论,德国科学家史瓦西计算出了一个可能具备无穷大引力的天体半径.他进一步阐述说,一个天体一旦半径达到了这个大小,就很可能有无限大的引力,任何物质都不能从它那儿逃脱出来,只能被它吸引进去.即便光线速度极快,也“难逃噩运 ”.这个有能力把一切吸引住的地方,人们无法看到它,因而称之为“黑洞”
当今科学家更加确切地定义了黑洞,他们认为黑洞是广义相对论能够预言的一种特殊天体.这种天体具有一个封闭的边界称为“视界”,这是它最基本的特征.视界的封闭也是相对而言的,外界的物质和辐射可以进入视界,而视界内的一切都无法逃逸到外面去.更简单地说,黑洞不向外界发射和反射任何光线,人们就没办法“看到”它,这就是黑洞之所以“黑”的原因；同时任何东西一旦进入其中,就再也出不来了.黑洞似乎永远都处于饥饿的状态,是个填不饱的“无底洞”,有人形象地把它叫做“星坟”.