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今年的諾貝爾物理學(xué)獎頒布給羅杰·彭羅斯、雷因哈德·根澤爾和安德里亞這三位科學(xué)家，以表彰他們在天體物理學(xué)，特別是利用廣義相對論進(jìn)行黑洞理論研究以及發(fā)現銀河中心超大質(zhì)量黑洞方面取得的偉大功績(jì)。
黑洞是什么？
黑洞是現代廣義相對論中，存在于宇宙空間中的一種天體，是中心的一個(gè)密度無(wú)限大、時(shí)空曲率無(wú)限高、體積無(wú)限小，熱量無(wú)限大的奇點(diǎn)和周?chē)徊糠挚湛杖缫驳奶靺^，這個(gè)天區范圍之內不可見(jiàn)。
黑洞是宇宙中一種非常特殊的天體，它的時(shí)空曲率非常大，大到連光都無(wú)法逃脫。這句話(huà)不是太好懂，打兩個(gè)簡(jiǎn)單的比方。比如站在地面上扔石頭，無(wú)論你用多大的力氣，石頭都會(huì )落回到地面，原因是因為石頭的速度不夠大，沒(méi)有超過(guò)地球的“逃逸速度”。這個(gè)“逃逸速度”指的是描述一個(gè)天體引力強弱的一種量，它是取決于這個(gè)天體的質(zhì)量以及它的大小。設想宇宙里邊有一種天體，它的質(zhì)量非常的大，但是大小又非常的小，那么這就意味著(zhù)它的引力就非常的強，它的逃逸速度如果是大于或者等于光速的話(huà)，那么即使天體本來(lái)是發(fā)光的，光子也逃脫不出這個(gè)天體對它的引力的束縛，所以這個(gè)天體看起來(lái)就是黑的，這就是黑洞。
對于黑洞的嚴格意義上的研究，應該從1915年算起，那一年愛(ài)因斯坦提出來(lái)了著(zhù)名的廣義相對論。第二年德國的物理學(xué)家卡爾·史瓦西（Karl Schwarzschild），他第一次得到了愛(ài)因斯坦提出的場(chǎng)方程的一個(gè)嚴格解。發(fā)現了黑洞的存在，從那以后科學(xué)家們就一直對這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行不斷的研究。
宇宙中，天文學(xué)家們根據質(zhì)量將宇宙中的黑洞分成三類(lèi)：恒星級質(zhì)量黑洞(幾十倍至上百倍太陽(yáng)質(zhì)量)、超大質(zhì)量黑洞(幾百萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量以上)和中等質(zhì)量黑洞(介于前兩者之間)。
如何確認黑洞的存在？
黑洞的名字，乍一聽(tīng)，黑的洞，那是不是表明沒(méi)法看見(jiàn)；如果沒(méi)法看見(jiàn)，那怎么就知道它存在呢？主要有三類(lèi)代表性證據。
第一，恒星、氣體的運動(dòng)透露了黑洞的蹤跡。黑洞有強引力，對周?chē)暮阈恰怏w會(huì )產(chǎn)生影響，于是我們可以通過(guò)觀(guān)測這種影響來(lái)確認黑洞的存在。
第二，根據黑洞吸積物質(zhì)(類(lèi)似于“吃東西”)發(fā)出的光來(lái)判斷黑洞的存在。
第三，通過(guò)看到黑洞成長(cháng)的過(guò)程“看”見(jiàn)黑洞。
還有很多類(lèi)似的證據，無(wú)不說(shuō)明了黑洞真實(shí)存在。
【刷題鞏固】
1、下列黑洞的描述不正確的是（ ）
A.黑洞吸積是指黑洞聚攏周?chē)鷼怏w產(chǎn)生輻射的過(guò)程
B.黑洞是一個(gè)密度無(wú)限大、時(shí)空曲率無(wú)限高、體積無(wú)限大、熱量無(wú)限大的奇點(diǎn)
C.根據霍金輻射得到，黑洞不僅能吸收物質(zhì)，還能吐出物質(zhì)
D.恒星殘骸的一種表現形式
【解析】B。黑洞就是中心的一個(gè)密度無(wú)限大、時(shí)空曲率無(wú)限高、體積無(wú)限小，熱量無(wú)限大的奇點(diǎn)和周?chē)徊糠挚湛杖缫驳奶靺^，這個(gè)天區范圍之內不可見(jiàn)。因此選擇B項。
