黑洞和黑洞列表

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

黑洞和黑洞列表之间的区别

黑洞 vs. 黑洞列表

黑洞（英文：black hole）是根據廣義相對論所推論、在宇宙空間中存在的一種質量相當大的天體和星體（並非是一般認知的「洞」概念）。黑洞是由質量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗盡後，發生引力坍缩而形成。黑洞的質量是如此之大，它产生的引力场是如此之强，以致于大量可測物质和辐射都无法逃逸，就連传播速度極快的光子也逃逸不出來。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名黑洞。在黑洞的周圍，是一個無法偵測的事件視界，標誌著無法返回的臨界點，而在黑洞中心有一個密度趨近於無限的奇異點。 當恆星內部氫元素全部核融合完畢時，因燃料用完無法抵抗自身重力而開始向內塌陷，但隨著壓力越來越高，內部的重元素會重新開始燃燒導致瞬間膨脹，這時恆星的體積將暴增至原先的數十倍至百倍，這便是紅巨星，質量更大的恆星則會發生超新星爆炸，無論是紅巨星或是超新星，都會將外部物質全部吹飛，直到連重元素也燒完時，重力又會使得恆星繼續向內塌陷，最後形成一顆與月球差不多大小的白矮星，質量稍大的恆星則會形成中子星，會放出規律的電磁波，至於質量更大的恆星則會繼續塌陷，強大的重力使周圍的空間產生扭曲，最後形成一個密度每立方公分約一億噸的天體:「黑洞」。直至目前為止，所發現質量最小的黑洞大約有3.8倍太陽質量。 黑洞無法直接觀測，但可以藉由間接方式得知其存在與質量，並且觀測到它對其他事物的影響。藉由物體被吸入之前因高熱而放出紫外線和X射線的「邊緣訊息」，可以獲取黑洞的存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行黑洞軌跡，來取得位置以及質量。 黑洞是天文物理史上，最引人注目的題材之一，在科幻小說、電影甚至報章媒體經常可見將黑洞作為素材。迄今，黑洞的存在已得到天文學界和物理學界的绝大多數研究者所認同，並且天文界不時提出於宇宙中觀測到已存在的黑洞。 根據英國物理學者史蒂芬·霍金於2014年1月26日的論據：愛因斯坦的重力方程式的兩種奇點的解，分別是黑洞跟白洞。不過理論上黑洞應該是一種「有進沒出」的天體，而白洞則只能出而不能進。然而黑洞卻有粒子的輻射，所以不再適合稱其名為黑洞，而應該改其名為「灰洞」，先前認為黑洞可以毀滅資訊情報的看法，是他「最大的失誤」。. 黑洞列表不是一個完整的列表(並且恆星被認為是可能的候選者)，以大小組織 (包括質量尚待確定的黑洞)；在這個表中有些項目被認為是環繞著黑洞的星系或星團。.

大型強子對撞機

大型強子對撞機（Large Hadron Collider，縮寫：LHC）是一座位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的對撞型粒子加速器，作為國際高能物理學研究之用。LHC已經建造完成，2008年9月10日開始試運轉，並且成功地維持了兩質子束在軌道中運行，成為世界上最大的粒子加速器設施。大型強子對撞機是一個國際合作計劃，由全球85國中的多個大學與研究機構，逾8,000位物理學家合作興建，經費一部份來自歐洲核子研究組織會員國提供的年度預算，以及參與實驗的研究機構所提撥的資金。 大型強子對撞機本預計於2008年10月21日開始進行低能量對撞實驗。但2008年9月19日，大型強子對撞機第三與第四段之間用來冷卻超導磁鐵的液態氦發生了嚴重的洩漏，據推測是由於聯接兩個超導磁鐵的接點接觸不良，在超導高電流的情況下融毀所造成的。依據歐洲核子研究組織的安全條例，必需將磁鐵升回到室溫後詳細檢查才能繼續運轉，這將需要三到四週的時間。要再冷卻回運作溫度，也是得經過三四週的時間，如此正好遇上預定的年度檢修時程，因此必須延遲開始運作的時間。 2009年11月23日，大型強子對撞機進行了在修復完成後的第一次試撞。 2015年4月5日，經過兩年的精心維護與升級，大型強子對撞機再度啟動，預計今年夏天將會進行13TeV質子質子碰撞實驗，探索未知領域，例如，尋找暗物質、分析希格斯機制、研究夸克-膠子等離子體等等。.

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天鵝座X-1

天鵝座X-1（簡稱Cyg X-1）是一個银河系内位于天鵝座的双星系统，是著名的X射線源。它在1964年的一次火箭彈道飛行時被發現，是從地球觀測最強的X射綫源之一，其頂峰X射綫通量為2.3 Wm−2Hz−1。天鵝座X-1是最先被廣泛承認為黑洞的候選星體，也是同類星體中最受研究關注的。現在估計其質量為太陽質量的8.7倍，而其密度之高使黑洞成爲唯一一種解釋。如果如此，它的事件視界半徑約為26公里。 天鵝座X-1屬於一個高質量X射線雙星系統，其距離太陽大約6,070光年，另一成員為一顆超巨星變星，編號為HDE 226868。兩者相互圍繞公轉，距離為0.2天文單位，即地球和太陽間距離的20%。該星的星風為X射綫源的吸積盤提供物質。盤的内部溫度達到幾百萬K，因此輻射出X射綫。兩條垂直于吸積盤的相對論性噴流將被吸進的物質噴射出星際空間。 這個系統可能屬於一個名為天鵝座OB3的星協，意味著天鵝座X-1的年齡超過500萬年，並源于一顆質量大於40個太陽質量的原星。這顆原星的大部分質量都散失了，很可能是以星風的形式。如果該星以超新星的形式爆炸，則其威力足以將剩餘物質噴射出這個系統。因此它可能直接坍縮成一個黑洞。 物理學家史蒂芬·霍金和基普·索恩曾拿天鵝座X-1作了一場科學的賭局。當中霍金賭天鵝座X-1不是一顆黑洞。1990年霍金讓步，因爲觀測證據顯示這個系統中存在著引力奇點。.

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中介質量黑洞

中介質量黑洞（Intermediate-mass black hole）是一種黑洞，其質量是10^2至10^6倍的太陽質量。它的質量超過恆星黑洞（數十倍太陽質量），但遠小於超大質量黑洞（數十萬倍太陽質量）的一種黑洞。 它們存在的證據比另外兩種少，一些鄰近星系內的超亮X射線源(ULXs)被懷疑可能是中介質量黑洞，它們的質量是數百至數千倍的太陽質量。ULXs是在恆星形成區中被發現的(例如屬於星暴增星系的M82)，和在看似年輕的亮星群聚的區域內被觀察到。但是僅有從光譜學分析的動力學質量可以顯示ULX的伴星必須是緊密的IMBH才能造成如此的加速度。 其它中介質量黑洞存在的證據來自引力輻射觀測，根據殘餘伴星緊密的軌道。M-sigma關係也同樣預測存在著質量為104至106太陽質量的黑洞，存在於低亮度的星系中。 但是還是不清楚這種黑洞是如何生成的，一方面，對由單一恆星引力坍縮形成的恆星黑洞來說，它的質量顯然太大；另一方面，環境中缺乏形成的極端條件，即高密度和高速度都只在星系的中心被觀測到，這導致在星系中心形成超大質量黑洞。中介質量黑洞的形成有兩種流行的說法，第一種是恆星黑洞和其它致密天體的合併，意謂著會產生引力輻射。第二種是在恆星密集的星團中發生失控的大質量恆星碰撞，經由這種碰撞形成中介質量黑洞。 一組天文學家在2004年11月報告他們在銀河系內發現第一個中介質量黑洞GCIRS 13E，它以3光年的距離繞著人馬座 A*運轉。 這個中型黑洞的質量約為1,300太陽質量，是7顆恆星群聚的集團，可能是銀河中心剝離的大質量恆星的殘餘。這個觀測支持超大質量黑洞會吸收附近較小的黑洞和恆星而成長。但是，最近一個德國的研究小組聲稱，懷疑在銀河中心的附近會有中介質量黑洞的存在，這個結論是基於對較小質量恆星集團的動力學研究，而懷疑其中能有中介質量黑洞的存在。中介質量黑洞是否真的存在，仍是一個開放的議題。 在2006年1月，艾荷華市愛荷華大學Philip Kaaret教授領導的小組宣布使用NASA的羅西X射線計時探測器發現了一個中介質量黑洞候選者的疑似週期震盪。這個候選者是M82 X-1，被一顆大氣層不斷被剝離並掉落進該天體的紅巨星環繞著。不僅是震盪的存在，還有系統的軌道周期解釋，都完全被科學界接受。雖然是非常合理的解釋，這個週期所依據的只是四個循環，意味著這可能還只是一種隨機的變化。如果這個周期是真實的，可能是軌道週期，或是像許多其他系統中，是吸積盤的超軌道週期。.

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微型黑洞

微型黑洞，又稱作量子黑洞(quantum mechanical black holes)或者迷你黑洞，是很小的黑洞。被稱作量子力學黑洞是因為在這個尺度之下，量子力學的效應扮演了非常重要的角色。B.J. Carr and S.B. Giddings, "Quantum black holes," 有可能這些量子層級的原生黑洞是在早期的宇宙（或者大爆炸時期）裡面高密度的環境，或者是在隨後的相變裡面被產生出來。透過因霍金輻射效應所預計散射出的粒子，在不遠的未來，說不定天文物理學家可以觀測到這些黑洞。 有些涉及到多次元的理論，預測存在一些微型黑洞的質量可以小到電子伏特的範圍，這種程度的能量可以在像是LHC（大型強子對撞機，Large Hadron Collider）這種粒子對撞機裡面產生出來。因此有一些大眾擔心這會導致世界末日（參見）。然而，這種量子黑洞會很快的蒸發（evaporate）掉，僅僅留下很小的交互作用或者全部消失。而且除了這些理論之外，我們注意到射向地球的宇宙線並沒有對地球產生任何傷害，即使這些宇宙線的質心帶有的能量也高達了數百TeV。.

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超大質量黑洞

超大質量黑洞是黑洞的一種，其質量是10^5至10^9倍的太陽質量。現時一般相信，在所有的星系的中心，包括銀河系在內，都會有超大質量黑洞。.

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恆星黑洞

恆星黑洞（Stellar black hole）是一種大質量恆星（大約20倍太陽質量，但其真實質量並未證實，而且也取決於其他變數）引力坍塌後所形成的黑洞，可以藉由伽瑪射線暴或超新星來發現它的蹤跡，其質量是五至數十倍的太陽質量。目前已知質量最大的恆星黑洞是15.65±1.45倍太陽質量。另外，也有証據證明IC 10 X-1 X-ray是一個擁有24至33倍太陽質量的恆星黑洞。 根據廣義相對論，可以存在任何質量的黑洞。質量越少，形成黑洞所需的密度就越高（參看史瓦西半徑）。直至目前為止，還沒有發現任何可以製造少於1太陽質量的黑洞方法。但如果它們存在，它們極有可能是微黑洞。 恆星的引力坍塌是一個形成黑洞的自然過程。當恆星寿终正寝时，即所有能量耗盡後，引力坍塌是無可避免的事態。如果恆星的坍塌質量低於臨介值時，將會生成白矮星或中子星的緻密星。這些星體擁有最大的質量，所以，如果緻密星的質量超過此臨介值時，引力坍塌會繼續，然後突變為重力坍塌，形成黑洞。雖然還沒證實到中子星的最大質量，但估計也有3倍太陽質量。直至目前為止，質量最小的黑洞大約有3.8倍太陽質量。 另外，也有觀察証據證明有兩種質量比恆星黑洞更大的黑洞，它們是中介質量黑洞（位於球狀星團的中心）和超大質量黑洞（位於銀河系和活動星系核的中心）。 一個黑洞最多只能擁有以下三個特性：質量、電荷和角動量（旋轉）。所有自然生成的黑洞都會旋轉，但並沒有確實觀察旋轉狀況。恆星黑洞的旋轉是因為恆星的角動量守恆而造成的。.

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