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黑洞大还是恒星大

黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。当恒星的半径小到一定程度，小于史瓦西半径时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。这时恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞引申义为无法摆脱的境遇。2011年12月，天文学家首次观测到黑洞“捕捉”星云的过程。黑洞

的物体，这对黑洞的存在的预言带来了进一步的鼓舞。起初贝尔和她的导师安东尼·赫维许以为，他们可能和我们星系中的外星文明进行了接触！我的确记得在宣布他们发现的讨论会上，他们将这四个最早发现的源称为LGM1－4，LGM表示“小绿人”（“Little Green Man”）的意思。然而，最终他们和所有其他人都得到了不太浪漫的结论，这些被称为脉冲星的物体，事实上是旋转的中子星，这些中子星由于在黑洞这个概念刚被提出的时候，共有两种光理论：一种是牛顿赞成的光的微粒说；另一种是光的波动说。我们现在知道，实际上这两者都是正确的。由于量子力学的波粒二象性，光既可认为是波，也可认为是粒子。在光的波动说中，不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的，人们可以预料，它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为，光粒子无限快地运动，所以引力不可能使之慢下来，但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。

罗杰·彭罗斯在1965年和1970年之间的研究指出，根据广义相对论，在黑洞中必然存在无限大密度和空间——时间曲率的奇点。这和时间开端时的大爆炸相当类似，只不过它是一个坍缩物体和航天员的时间终点而已。在此奇点，科学定律和预言将来的能力都失效了。然而，任何留在黑洞之外的观察者，将不会受到可预见性失效的影响，因为从奇点出发的不管是光还是任何其他信号都不能到达。这令人惊奇的事实导致罗杰·彭罗斯提出了宇宙监督猜测，它可以被意译为：“上帝憎恶裸奇点。”换言之，由引力坍缩所产生的奇点只能发生在像黑洞这样的地方，在那儿它被事件视界体面地遮住而不被外界看见。严格地讲，这是所谓弱的宇宙监督猜测：它使留在黑洞外面的观察者不致受到发生在奇点处的可预见性失效的影响，但它对那位不幸落到黑洞里的可怜的航天员却是爱莫能助。广义相对论相关广义相对论方程存在一些解，这些解使得我们的航天员可能看到裸奇点。他也许能避免撞到奇点上去，而穿过一个“虫洞”来到宇宙的另一区域。看来这给空间——时间内的旅行提供了巨大的可能性。但是不幸的是，所有这些解似乎都是非常不稳定的；最小的干扰，譬如一个航天员的存在就会使之改变，以至于他还没能看到此奇点，就撞上去而结束了他的时间。换言之，奇点总是发生在他的将来，而从不会在过去。强的宇宙监督猜测是说，在一个现实的解里，奇点总是或者整个存在于将来（如引力坍缩的奇点），或者整个存在于过去（如大爆炸）。因为在接近裸奇点处可能旅行到过去，所以宇宙监督猜测的某种形式的成立是大有希望的。

在恒星引力坍缩形成黑洞时，运动会更快得多，这样能量被带走的速率就高得多。所以不用太长的时间就会达到不变的状态。人们会以为它将依赖于形成黑洞的恒星的所有的复杂特征——不仅仅它的质量和转动速度，而且恒星不同部分的不同密度以及恒星内气体的复杂运动。如果黑洞就像坍缩形成它们的原先物体那样变化多端，一般来讲，对之作任何预言都将是非常困难的。

然而，加拿大科学家外奈·伊斯雷尔在1967年使黑洞研究发生了彻底的改变。他指出，根据广义相对论，非旋转的黑洞必须是非常简单、完美的球形；其大小只依赖于它们的质量，并且任何两个这样的同质量的黑洞必须是等同的。事实上，它们可以用爱因斯坦的特解来描述，这个解是在广义相对论发现后不久的1917年卡尔·施瓦兹席尔德找到的。一开始，许多人（其中包括伊斯雷尔自己）认为，既然黑洞必须是完美的球形，一个黑洞只能由一个完美球形物体坍缩而形成。所以，任何实际的恒星从来都不是完美的球形只会坍缩形成一个裸奇点。

然而，对于伊斯雷尔的结果，一些人，特别是罗杰·彭罗斯和约翰·惠勒提倡一种不同的解释。他们论证道，牵涉恒星坍缩的快速运动表明，其释放出来的引力波使之越来越近于球形，到它终于静态时，就变成准确的球形。按照这种观点，任何非旋转恒星，不管其形状和内部结构如何复杂，在引力坍缩之后都将终结于一个完美的球形黑洞，其大小只依赖于它的质量。这种观点得到进一步的计算支持，并且很快就为大家所接受。

黑洞是科学史上极为罕见的情形之一，在没有任何观测到的证据证明其理论是正确的情形下，作为数学的模型被发展到非常详尽的地步。的确，这经常是反对黑洞的主要论据：怎么能相信一个其依据只是基于令人怀疑的广义相对论的计算的对象呢？然而，1963年，加利福尼亚的帕罗玛天文台的天文学家马丁·施密特测量了在称为3C273（即是剑桥射电源编目第三类的273号）射电源方向的一个黯淡的类星体的红移。他发现引力场不可能引起这么大的红移——如果它是引力红移，这类星体必须具有如此大的质量，并离地球如此之近，以至于会干扰太阳系中的行星轨道。这暗示此红移是由宇宙的膨胀引起的，进而表明此物体离地球非常远。由于在这么远的距离还能被观察到，它必须非常亮，也就是必须辐射出大量的能量。人们会想到，产生这么大量能量的唯一机制看来不仅仅是一个恒星，而是一个星系的整个中心区域的引力坍缩。人们还发现了许多其他类星体，它们都有很大的红移。但是它们都离开地球太远了，所以对之进行观察太困难，以至于不能。

编辑本段专家研究黑洞等离子体德国在实验室制造出黑洞等离子体

德国马克斯普朗克核物理研究所和赫尔姆霍茨柏林中心的研究人员使用柏林同步加速器（BESSY Ⅱ）在实验室成功产生了黑洞周边的等离子体。通过该研究，之前只能在太空由人造卫星执行的天文物理实验，也可以在地面进行，诸多天文物理学难题有望得到解决。　黑洞的重力很大，会吸附一切物质。进入黑洞后，任何东西都不可能从黑洞的边界之内逃逸出来。随着被吸入的物体的温度不断升高，会产生核与电子分离的高温等离子体。

黑洞吸附物质会产生X射线，X射线反过来又会刺激其中的大量化学元素发射出具有独特线条（颜色）的X射线。分析这些线条可以帮助科学家了解更多有关黑洞附近等离子体的密度、速度和组成成分等信息。

在这个过程中，铁起了非常关键的作用。尽管铁在宇宙中的储量并不如更轻的氢和氦丰富，但是，它能够更好地吸收和重新发射出X射线，发射出的光子因此也比其他更轻的原子发射出的光子具有更高的能量、更短的波长（使得其具有不同的颜色）。

铁发射出的X射线在穿过黑洞周围的介质时也会被吸收。在这个所谓的光离化过程中，铁原子通常会经历几次电离，其包含的26个电子中有超过一半会被去除，最终产生带电离子，带电离子聚集成为等离子体。而现在，研究人员在实验室中重现了这个过程。

实验的核心是马克斯普朗克核物理研究所设计的电子束离子阱。在这个离子阱中，铁原子经由一束强烈的电子束加热，从而被离子化14次。实验过程如下：一团铁离子（仅仅几厘米长并且像头发丝一样薄）在磁场和电场的作用下被悬停在一个超高真空内，同步加速器发射出的X射线的光子能量被一台精确性超高的“单色仪”挑选出来，作为一束很薄但却集中的光束施加到铁离子上。

实验室测量到的光谱线与钱德拉X射线天文台和牛顿X射线多镜望远镜所观测的结果相匹配。也就是说，研究人员在地面实验室人为制造出了太空中的黑洞等离子体。

这种新奇的方法将带电离子的离子阱和同步加速器辐射源结合在一起，让人们可以更好地了解黑洞周围的等离子体或者活跃的星系核。研究人员希望，将EBIT分光检查镜和更清晰的第三代（2009年开始在德国汉堡运行的同步辐射源PETRAⅢ）、第四代（X射线自由电子激光XFEL）X射线源结合，将能够给该研究领域带来更多新鲜活力。美国制成“人造黑洞”2005年3月18日英国《卫报》报道，美国布朗大学物理教授‘霍拉蒂·纳斯塔西’在地球上制造出了第一个“人造黑洞“。美国纽约布鲁克海文实验室七年前建造了当时全球最大的粒子加速器，将金离子以接近光速对撞而制造出高密度物质。虽然这个黑洞体积很小，却具备真正黑洞的许多特点。纳斯塔西介绍说，纽约布鲁克海文国家实验室里的相对重离子碰撞机，可以以接近光速的速度把大型原子的核子（如金原子核子）相互碰撞，产生相当于太阳表面温度3亿倍的热能。纳斯塔西在纽约布鲁克海文国家实验室里利用原子撞击原理制造出来的灼热火球，具备天体黑洞的显著特性。比如：火球可以将周围10倍于自身质量的粒子吸收，这比目前所有量力物理学所推测的火球可吸收的粒子数目还要多。

人造黑洞的设想最初由加拿大“不列颠哥伦比亚大学”的威廉·昂鲁教授在20世纪80年代提出，他认为声波在流体中的表现与光在黑洞中的表现非常相似，如果使流体的速度超过声速，那么事实上就已经在该流体中建立了一个人造黑洞。然而，利昂哈特博士打算制造的人造黑洞由于缺乏足够的引力，除了光线外，它们无法像真正的黑洞那样“吞下周围的所有东西”。然而，纳斯塔西教授制造的人造黑洞已经可以吸收某些其他物质。因此，这被认为是黑洞研究领域的重大突破。欧洲“人造黑洞”2008年9月10日，随着第一束质子束流贯穿整个对撞机，欧洲大型强子对撞机正式启动。曾有人担心建于欧洲日内瓦的世界最大‘大型强子对撞机’会制造出黑洞吞噬地球生物（新闻报道，印度一女孩曾因为担心欧洲大型强子对撞机会制出黑洞毁灭地球而自杀）。尽管欧洲的科学家一再解释这个不会对地球造成威胁，但大型强子对撞机就相当于一个‘人造黑洞’制造机器。

欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器，是一种将质子加速对撞的高能物理设备，它位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织CERN的粒子加速器与对撞机，作为国际高能物理学研究之用。系统第一负责人是英国著名物理学家‘林恩·埃文斯’，大型强子对撞机最早就是由他设想出来并主导制造的。埃文斯博士是英国威尔士一位矿工的孩子，当他还是孩子时就表示要做惊天动地的事情。果然没有失言，他终于负责打造出了令世界瞩目的世界最强大的机器――大型强子对撞机，为此他被外界称为“埃文斯原子能”。

当比我们的太阳更大的特定恒星在生命最后阶段发生爆炸时，自然界就会形成黑洞。它们将大量物质浓缩在非常小的空间内。假设在大型强子对撞机内的质子相撞产生粒子的过程中，形成了微小黑洞，每个质子拥有的能量可跟一只飞行中的蚊子相当。天文学上的黑洞比大型强子对撞机能产生的任何东西的质量更重。据爱因斯坦的相对论描述的重力性质，大型强子对撞机内不可能产生微小黑洞。然而一些纯理论预言大型强子对撞机能产生这种粒子产品。所有这些理论都预测大型强子对撞机产生的此类粒子会立刻分解。因此它产生的黑洞将没时间浓缩物质，产生肉眼可见的结果。中国的人造电磁黑洞中国科学家造出第一个“人造电磁黑洞”

它有着“黑洞”之名，虽然尺寸“迷你”，但任何经过的电磁波或光，都不可能逃离它的引力。2009年10月15 日，《科学》杂志宣布，世界上第一个“可吸收电磁波的微波人造黑洞”在中国东南大学实验室里诞生。

不过，这个小型“黑洞”不仅不会毁灭世界，还能帮助人们更好地吸收太阳能。

在宇宙中，黑洞吞噬万物，甚至包括光。人们乐意议论这种天体，因为它神秘、“性情”怪异：它身处宇宙最幽暗的地方，没有人能直接观测到它，而靠近它的任何物质，都会被无情地拖曳到它的深渊里，小行星、星尘、光波、时间，无一例外。

人们对黑洞这种天体感到好奇，但绝不会希望有任何一个黑洞接近自己，或我们的星球。然而现在却有一些科学家在自己的实验室里造出了一个“迷你小型”黑洞。

2009年10 月15 日的《科学》杂志在介绍这种“人造黑洞”时建议，人们可以把这种“黑洞”装进自己的大衣口袋里。

制造出“人造黑洞”的是中国东南大学的一个研究组，崔铁军教授和程强教授是其中最主要的两位研究者。

“实际上，我们做的黑洞不是严格意义上的黑洞。”在接受《外滩画报》采访时，程强教授对记者说。

实验室里的“人工黑洞”，目的当然不是为了将一个吞噬一切的“恶魔”装进口袋。据程强介绍，现在存在于东南大学毫米波国家实验室的“人造黑洞”，实际上是一个模拟装置，这种模拟装置目前可以吸收微波频段的电磁波，在未来，它还可以吸收光。

但是除此之外，它并不能吸收任何实质的东西。“它只吸收电磁波，不吸收能量。”程强对记者说。崔铁军（左一）、程强在“人造电磁黑洞”实验装置前(东南大学资料图丛婕摄)

这是一个不具有危险性的“黑洞”，不仅如此，这种装置还能在未来用于收集太阳能。在这方面，“人造黑洞”将比世界上任何一种太阳能电池板都更高效。

“我们的确是受到他的论文的启发，但研究本身是我们独立完成的。”程强对记者说。

之所以能这么快将之变成现实，是因为他们所在的实验室也一直从事着这方面的研究，在理论和实验两方面都积累了很多年的经验，实验过程中也用到了很多他们自己的独创性想法。

不过虽然名为“黑洞”，他们受纳瑞马诺维启发而造的“黑洞”，和真正存在于宇宙中的黑洞还是有大差别的，这种差别并不仅仅体现在质量的大小上。两种“黑洞”的原理其实并不一样。

宇宙间的黑洞之所以能吞噬一切，是因为它质量巨大，而实验室里的“黑洞”，实际上是根据光波在被吸进宇宙黑洞时的性质，模拟出来的仪器，可以令光波接近时产生相似的扭曲，并被吸引。

也就是说，两种“黑洞”可以让附近的光波出现相似的“结局”，但是光波遇到的却并不是同一回事。

恒星是由炽热气体组成的，是能自己发光的球状或类球状天体。由于恒星离我们太远，不借助于特殊工具和方法，很难发现它们在天上的位置变化，因此古代人把它们认为是固定不动的星体。我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。

恒星结构

恒星都是气体星球。晴朗无月的夜晚，且无光污染的地区，一般人用肉眼大约可以看到6000多颗恒星，借助于望远镜，则可以看到几十万乃至几百万颗以上。估计银河系中的恒星大约有1500-2000亿颗，我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。恒星的两个重要的特征就是温度和绝对星等。大约100年前，丹麦的艾依纳尔·赫茨普龙（Einar Hertzsprung）和美国的享利·诺里斯·罗素（Henry Norris Russell ）各自绘制了查找温度和亮度之间是否有关系的图，这张关系图被称为赫罗图，或者H—R图。在H-R图中，大部分恒星构成了一个在天文学上称作主星序的对角线区域；在主星序中，恒星的绝对星等增加时，

恒星的演变

其表面温度也随之增加。90%以上的恒星都属于主星序，太阳也是这些主星序中的一颗。巨星和超巨星处在H—R图的右侧较高较远的位置上；白矮星的表面温度虽然高，但亮度不大，所以他们只处在该图的中下方。

恒星演化是一个恒星在其生命期内（发光与发热的期间）的连续变化。生命期则依照星体大小而有所不同。单一恒星的演化并没有办法完整观察，因为这些过程可能过于缓慢以致于难以察觉。因此天文学家利用观察许多处于不同生命阶段的恒星，并以计算机模型模拟恒星的演变。

天文学家赫茨普龙和哲学家罗素首先提出恒星分类与颜色和光度间的关

恒星——赫罗图

系，建立了被称为“赫-罗图的”恒星演化关系，揭示了恒星演化的秘密。“赫-罗图”中，从左上方的高温和强光度区到右下的低温和弱光区是一个狭窄的恒星密集区，我们的太阳也在其中；这一序列被称为主星序，90%以上的恒星都集中于主星序内。在主星序区之上是巨星和超巨星区；左下为白矮星区。

恒星是大质量、明亮的等离子体球。太阳是离地球最近的恒星，也是地球能量的来源。白天由于有太阳照耀，无法看到其他的恒星；只有在夜晚的时间，才能在天空中看见其他的恒星。恒星一生的大部分时间，都因为核心的核聚变而发光。核聚变所释放出的能量，从内部传输到表面，然后辐射至外太空。几乎所有比氢和氦更重的元素都是在恒星的核聚变过程中产生的。恒星天文学是研究恒星的科学。

天文学家经由观测恒星的光谱、光度和在空间中的运动，可以测量恒星的质量、年龄、金属量和许多其他的性质。恒星的总质量是决定恒星演化和最后命运的主要因素。其他特征，包括直径、自转、运动和温度，都可以在演变的历史中进行测量。描述许多恒星的温度对光度关系的图，也就是赫罗图（HR图），可以测量恒星的年龄和演化的阶段。

恒星诞生于以氢为主，并且有氦和微量其他重元素的云气坍缩。一旦核心有足够的密度，有些氢就可以经由核聚变的过程稳定的转换成氦[1]。恒星内部多余的能量经过辐射和对流组合的携带作用传输出来；恒星内部的压力则阻止了恒星在自身重力下的崩溃。一旦在核心的氢燃料耗尽，质量不少于0.5太阳质量的恒星[2]，将膨胀成为红巨星，在某些情况下更重的化学元素会在核心或包围着核心的几层燃烧。这样的恒星将发展进入简并状态，部分被回收进入星际空间环境的物质，将使下一代恒星诞生时正元素的比例增加[3]。

恒星并非平均分布在星系之中，多数恒星会彼此受引力影响而形成聚星，如双星、三合星、甚至形成星团等由数万至数百万计的恒星组成的恒星集团。当两颗双星的轨道非常接近时，其引力作用或会对它们的演化产生重大的影响[4]，例如一颗白矮星从它的伴星获得吸积盘气体成为新星。形成在宇宙发展到一定时期，宇宙中充满均匀的中性原子气体云，大体积气体云由于自身引力而不稳定造成塌缩。这样恒星便进入形成阶段。在塌缩开始阶段，气体云内部压力很微小，物质在自引力作用下加速向中心坠落。当物质的线度收缩了几个数量级后，情况就不同了，一方面，气体的密度有了剧烈的增加，另一方面，由于失去的引力位能部分的转化成热能，气体温度也有了很大的增加，气体的压力正比于它的密度与温度的乘积，因而在塌缩过程中，压力增长更快，这样，在气体内部很快形成一个足以与自引力相抗衡的压力场，这压力场最后制止引力塌缩，从而建立起一个新的力学平衡位形，称之为星坯。

星坯的力学平衡是靠内部压力梯度与自引力相抗衡造成的，而压力梯度的存在却依赖于内部温度的不均匀性（即星坯中心的温度要高于外围的温度），因此在热学上，这是一个不平衡的系统，热量将从中心逐渐地向外流出。这一热学上趋向平衡的自然倾向对力学起着削弱的作用。于是星坯必须缓慢的收缩，以其引力位能的降低来升高温度，从而来恢复力学平衡；同时也是以引力位能的降低，来提供星坯辐射所需的能量。这就是星坯演化的主要物理机制。

最新观测发现S1020549恒星

下面我们利用经典引力理论大致的讨论这一过程。考虑密度为ρ、温度为T、半径为r的球状气云系统，气体热运动能量：

ET= RT= T

(1) 将气体看成单原子理想气体，μ为摩尔质量，R为气体普适常数

为了得到气云球的的引力能Eg，想象经球的质量一点点移到无穷远，将球全部移走场力作的功就等于-Eg。当球质量为m，半径为r时，从表面移走dm过程中场力做功：

dW=- =-G( )1/3m2/3dm

(2) 所以：-Eg=- ( )1/3m2/3dm= G( M5/3

于是：Eg=- (2），

气体云的总能量：E=ET+EG (3)

灵魂星云将形成新的行星

热运动使气体分布均匀，引力使气体集中。现在两者共同作用。当E0时热运动为主，气云是稳定的，小的扰动不会影响气云平衡；当E0时，引力为主，小的密度扰动产生对均匀的偏离，密度大处引力增大，使偏离加强而破坏平衡，气体开始塌缩。由E≤0得到产生收缩的临界半径：

(4) 相应的气体云的临界质量为：

(5) 原始气云密度小，临界质量很大。所以很少有恒星单独产生，大部分是一群恒星一起产生成为星团。球形星团可以包含10^5→10^7个恒星，可以认为是同时产生的。

我们已知：太阳质量：MΘ=2×10^33，半径R=7×10^10，我们带入（2）可得出太阳收缩到今天这个状态以释放的引力能

稳定期主序星阶段在收缩过程中密度增加，我们知道ρ∝r-3，由式（4),rc∝r3/2，所以rc比 r减小的更快，收缩气云的一部分又达到新条件下的临界，小扰动可以造成新的局部塌缩。如此下去在一定的条件下，大块气云收缩为一个凝聚体成为原恒星，原恒星吸附周围气云后继续收缩，表面温度不变，中心温度不断升高，引起温度、密度和气体成分的各种核反应。产生热能使气温升的极高，气体压力抵抗引力使原恒星稳定下来成为恒星，恒星的演化是从主序星开始的。

哈勃观测到两颗燃烧剧烈的超级恒星

恒星的成份大部分是H和He，当温度达到104K以上，即粒子的平均热动能达1eV以上，氢原子通过热碰撞就充分的电离了（氢的电离能是13.6eV），在温度进一步升高后，等离子气体中氢核与氢核的碰撞就可能引起核反应。对纯氢的高温气体，最有效的核反应系列是所谓的P-P链：

其中主要是2D(p，γ）3He反应。D含量只有氢的10-4左右，很快就燃完了。如果开始时D比3He含量多，则反应生成的3H可能就是恒星早期3He的主要来源，由于对流到达恒星表面的这种3He，有可能还保留到现在。

Li,Be,B等轻核和D一样结合能很低，含量只是H 的2×10-9K左右，当中心温度超过3×106K就开始燃烧，引起（p，α）和（p，α）反应，很快成为3He和4He。中心温度达到107K，密度达到 105kg/m3左右时，产生的氢转化为He的41H→4He过程。这主要是p-p和CNO循环。同时含有1H和4He是发生p-p链反应，有以下三个分支组成：

p-p1（只有1H) p-p2（同时有1H、4He) p-p3

或假设1H 和4He的重量比相等。随温度升高，反应从p-p1逐渐过渡到p-p3，

而当T1.5×107K时，恒星中燃烧H的过程就可过渡到以CNO循环为主了。

当恒星内混杂有重元素C和N时，他们能作为触媒使1H变为4He，这就是CNO循环，CNO循环有两个分支：

或总反应率取决于最慢的14N(p，γ）15O、15N的（p，α）和（p，γ）反应分支比约为2500：1。

这个比值几乎与温度无关，所以在2500次CNO循环中有一次是CNO-2。

在p-p链和CNO循环过程中，净效果是H燃烧生成He：

在释放出的26.7MeV能量中，大部分消耗给恒星加热和发光，成为恒星的主要来源。

前面我们提到恒星的演化是从主星序开始的，那么什么是主星序呢？等H稳定地燃烧为He时，恒星就成了主序星。人们发现有百分之八十至九十的恒星都是主序星，他们共同特征是核心区都有氢正在燃烧，他们的光度、半径和表面温度都有所不同，后来证明：主序星的定量上差别主要是质量不同，其次是他们的年龄和化学成份，太阳这段历程约千万年。

观察到的主序星的最小质量大约为0.1M⊙。模型计算表明，当质量小于0.08M⊙时，星体的收缩将达不到氢的点火温度，从而形不成主序星，这说明对于主序星它有一个质量下限。观察到的主序星的最大质量大约是几十个太阳质量。理论上讲，质量太大的恒星辐射很强，内部的能量过程很剧烈，因此结构也越不稳定。但是理论上没有一个质量的绝对上限。

当对某一星团作统计分析时，人们却发现主序星有一个上限，这说明什么？我们知道，主序星的光度是质量的函数，这函数可分段的用幂式表示：

L∝Mν

其中υ不是一个常数，它的值大概在3.5到4.5之间。M大反映主序星中可供燃烧的质量多，而L大反映燃烧的快，因此主序星的寿命可近似用M与L的商标来标志：

T∝M-（ν-1)

即主序星寿命随质量增大而按幂律减小，如果整个星团已存在的年龄为T，那就可以由T与M的关系式求出一个截止质量MT。质量大于MT的主序星已结束核心的H燃烧阶段而不是主序星了，这就是观察到由大量同年龄星组成的星团有上限的原因。

现在我们就讨论观测到的恒星中大部分是主序星的原因，表1根据一25M⊙的恒燃烧阶段点火温度（K) 中心温度（g. cm-3) 持续时间（yr)

H 4×107 4 7×106

He 2×108 6×102 5×105

C 7×108 6×105 5×102

Ne 1.5×109 4×106 1

O 2×109 1×107 5×10-2

Si 3.5×109 1×108 3×10-3

燃烧阶段的总寿命7.5×106

小质量的恒星（如太阳），起先会膨胀，在这个阶段的恒星我们称之为红巨星，然后会塌缩，变成白矮星，再成为黑矮星，最终消失。

化学组成以质量来计算，恒星形成时的比率大约是70%的氢和28%的氦，还有少量的其他重元素。因为铁是很普通的元素，而且谱线很容易测量到，因此典型的重元素测量是根据恒星大气层内铁含量。由于分子云的重元素丰度是稳定的，只有经由超新星爆炸才会增加，因此测量恒星的化学成分可以推断它的年龄。重元素的成份或许也可以显示是否有行星系统。

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樱花校园模拟器有修改器还有宝妮弗

樱花校园模拟器(内置修改器)是一款日系二次元风格的学校模拟手机游戏，玩家可以在学校中做很多事情，谈恋爱、学习、参加各种活动、运动会等，你可以在这里扮演因为二次元美少女，樱花校园模拟器(内置修改器)十分不错的玩法模式，轻轻松松带你感受不一样的快乐，喜欢的小伙伴都不要错过了。

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樱花校园模拟器(内置修改器)地点

1、鳗鱼店，和寿司屋一样的点餐形式

方位:和牛餐厅旁边

2、酒店，共有三层，第一二层为粉色系房间，最顶层为蓝色系房间

方位:散步街道的左边

3、红蘑菇房，用爱丽丝服变小即可进入，屋内仅有一张桌子，桌子上有一瓶变小喷雾

方位:游乐园电影院屋顶

4、幼稚园，旁边还有一个小型游玩设施

方位:蛋糕店的左边

5、花店，可买花赠于NPC，NPC收下花后会涨好感度

方位:蛋糕店的右边

6、绿头发的人的家，在任务列表有相关任务

方位:咖啡馆对面

7、葵的家，屋内有一瓶爱情药

方位:黑帮门口左转直走，到了这个路口(见P1)然后进去，最里面的房子就是葵的家

8、农场小型烧烤餐厅(可能不算隐藏，但是传送单并没有标明)，有各种烤肉和天然食品

方位:农场大棚处

9、樱花小岛

方位:在和牛餐厅下面的海游一段时间就会发现，不要游错方向，向着和牛餐厅给的岸板(好像是叫这个)游

10、神秘的小屋，里面有地下室

方位:城堡的左边，越过一座山就能看到

樱花校园模拟器(内置修改器)优势

重新审视校园生活，享受不同的生活，可以随意购买各种美丽的衣服

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校园内的每一处地方都存在着它的独特性，四处摸索留下最美回忆。

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樱花校园模拟器(内置修改器)描述

1路(中央线)

标识色：深蓝色

樱花镇最早的公交线路。早期规划，缺乏远见，导致线路严重绕远，原地掉头2次。

2路(大环线)

标识色：红色

樱花镇第二条公交线路。樱花镇大环线。2路开通使得北城区和樱花团区的公交问题得以解决。

3路(和牛线)

标识色：黄色

樱花镇第三条公交线路。樱花镇和牛线。3路开通使得和牛区的公交问题得以解决。

4路(东西线)

标识色：绿色

樱花镇第四条公交线路。樱花镇东西线。

5路(小环线)

标识色：紫色

樱花镇第五条公交线路。樱花镇小环线。5路开通使得樱花区东北部的公交问题得以解决。

6路(采石场线)

标识色：粉色

樱花镇第六条公交线路。樱花镇采石场线。6路开通使得北城区东北部采石场的公交问题得以解决。

樱花校园模拟器(内置修改器)校长的秘密是什么？

1、游戏中的校长室的位置是封闭的，玩家在一般的情况下无法进入的，首先将角色更换为熊管家，之后传送至教学楼一楼的位置。

2、校长室的位置在教学楼一楼右侧的位置，找到校长室之后，用熊管家角色一直往校长室里面跑，之后点击喷气背包即可进入校长室。

3、校长室里面与其他房间并没有太大的差异，只不过是由于进不去导致许多玩家都非常好奇校长室里面是什么样子的。

4、进去校长室之后，就可以发现校长的秘密了。

樱花校园模拟器(内置修改器)指南

樱花岛在哪进入？

1、首先玩家需要更新最新版本的樱花校园模拟器版本，之后打开游戏界面左上角的菜单选项，选择菜单界面上的湖进行传送。

2、到达传送地点后前往身后的湖，之后利用飞天技能一直往湖中心走，走过一段距离后就会看到一个凸起的小岛了。

3、发现小岛之后朝着小岛的位置一直走，慢慢的就会看到小岛上面的樱花树就到了。

女巫酒店在哪里？

游戏中的酒店位置是没有直接前往的传送点，所以需要玩家自己驾车前往，酒店的位置可以通过雷达地图进行查看

点击游戏界面左上角的雷达功能，打开之后豪华酒店的位置就在雷达地图右上角的位置，玩家根据地图导航驾车前往即可

一场突如其来的邂逅，一场轰轰烈烈的恋爱，与帅气的小哥哥体验校园恋情

心动的感觉是怎样的呢，或许是充满着魔力，让你们不得不时时刻刻思念着对方

换上青春洋溢的校服，在这里你会遇到很多有趣的人，交到很多很多的好朋友

结婚技巧？

在已经攻略了NPC，成为男友后，要想结婚的话，需要前往教堂结婚，怎么让对方前往?那就是先交谈，夸他几句后，就能对他【携带】，也就是直接将他搬运到教堂。

而且要提前帮助双方穿上婚纱，还有就是时间需要调到晚上8点。

注意的是，需要将对方搬到教堂里面的指定光标位置，同时要叮嘱他【等待】，不要乱动，不然会跟着你跑。最后就是点击亲吻按钮，即可结婚成功哦~

详细攻略

第一步，先去便利店买东西，送给你心仪的对象。

第二步，一直给他送东西，送到对方说我爱你，给他换上无尾礼服(男装)，自己穿上结婚礼服(女装)。

第三步，打开系统设置，把时间调到晚上八点(下次或者下个时间)。

第四步，抱着恋人去婚礼教堂，然后上去，给新郎新娘说好话，说到能把他们抱起来为止，然后再把他们抱到外面去。

第五步，把自己的恋人搬到新郎(男角色站的地方)或者新娘(女角色站的地方)原来的位置上，然后自己站到新郎或新娘的位子上

(备注：得让他等着，否则它会跟着你跑)然后转过头，按对话选择Kiss(或者是亲吻、接吻等等)，即可。

怀孕方法？

回答：在樱花校园模拟器中，是没有怀孕生孩子的玩法，因为作为一名高中生，是不被允许的，

就算是游戏中也是不行的!不过游戏中可以结婚哦!而且当你与男友谈恋爱，好感值到达300以后，会有小惊喜~还有男友好感度太低，可能会打你哦

详细信息

游戏大小:250.66MB

游戏版本:1.039.76

游戏类型:角色扮演

游戏语言:简体中文

游戏厂商:暂无

更新时间:2022/10/28 17:45:01

黑洞是个什么概念？

黑洞是个特定的物理概念

物理学上说的黑洞，是个特定的概念。最早提出这个概念是在18世纪末叶。1795年，著名的法国数学家和天文学家拉普拉斯在一部专著中，根据牛顿万有引力定律提出，如果有一颗星球，密度与地球相同，但是直径比太阳大250倍，那么在这颗星球的表面，引力将大得使它所发出的光也不能离开它，因而从外面根本看不到它。在此之前12年，英国地质学家米歇尔也曾提出过类似的想法。

120年后，爱因斯坦证明，在一个天体的引力场中，如果引力强大到能够把光都囚禁住，那么牛顿万有引力定律将不再适用，应该代之以一种新的理论，即广义相对论。另外，他还在狭义相对论中提出，任何物体的运动速度都不可能超过光速，因此，如果一个天体的引力强大到连光也不能离开它，那么，在任何情况下，任何物体也都不可能逃离这个天体。

1爱因斯坦的引力理论在1915年以一个高等数学方程的形式给出。在爱因斯坦引力场方程发表的同一年，德国天文学家史瓦西把天体的形状取为最简单的球形，于12月获得了这个方程的解。

爱因斯坦的广义相对论认为，引力是时空弯曲造成的。按照史瓦西的解，如果把一个天体的质量全部压缩到某一半径范围里，它周围的空间就会极度弯曲，使得引力强大到如拉普拉斯所说，任何物质和辐射都逃不出来。后来的人们把这一半径称为史瓦西半径。对于太阳质量，计算得到的史瓦西半径等于2.95千米；而对于地球质量，则为8.9毫米。

按照史瓦西的解，在史瓦西半径范围内，空间和时间都丧失了原有的特征，所有用于测量距离和时间的规则都失效了，时间趋于无限，而距离变为0。英国天文学家艾丁顿就此说：\"这种奇异的时空世界是我们无法在其中进行任何测量的怪物。\"1967年，美国天体物理学家惠勒首先把这种怪物称为\"黑洞\"。

自然界中的黑洞

1939 年，美国物理学家奥本海默等人运用广义相对论方程，计算一颗质量很大的恒星在它内部的热核反应停止以后将发生的事情。他们发现，在这种情况下，这颗恒星内部的物质会像自由落体一样向中心坍落，只要这颗恒星的质量足够大，它们将一直坍落到史瓦西半径之内，成为一个黑洞。在银河系历史上，这样的大质量恒星先后出现过不少，其中一部分应该已经变成黑洞。这样的黑洞称为\"恒星质量黑洞\"，天文学家已经获得许多这类黑洞的间接观测证据。

除了上述恒星质量黑洞以外，天文学家在20世纪60年代初发现了一种天体，它们在望远镜里看起来只是一个亮点，与恒星没有什么两样，可是离开我们的距离达几十亿光年甚至更远。据此计算它们发射的能量，有的可以超过100个大星系的总和。它们所发射的能量，大部分来自于一个直径小于1光年的区域。这种天体被称为类星体，天文学家尚不能直接观测到类星体的中心究竟是什么，但按照理论模型，类星体很可能是正在形成中的星系的核心，它的中心处应该是一个超大质量黑洞。

现在，天文学家认为，每一个星系都是在一个超大质量黑洞的周围建立起来的。天文学家已经取得了比过去任何时候更强有力的证据，他们根据一个星系内恒星绕星系中心旋转的速度，可以推断出这个星系中心天体的质量。对于包括银河系在内的一些星系，已经测量出在它们中心只有太阳和地球间距离几倍大的空间中，集中了几百万、上千万倍太阳的质量，从而表明了在这一空间中物质的密度极高，只可能是一个黑洞。这种超大质量黑洞不是单颗恒星内部的物质坍落形成的，而是星系形成过程的产物。

黑洞与周围物质的相互作用

黑洞本身不发光，但是它的强大引力场会与周围的物质相互发生作用，使得这些物质以极快的速度向黑洞坠落，获得能量从而温度升得极高，并且压缩到很高的密度。这些高温、高密度的物质，会发射出强大的紫外光和X射线。

黑洞周围的物质向黑洞坠落时，不是循直线下落，而是漩涡式下落。其结果，这些物质在黑洞周围形成一个薄圆盘，称为吸积盘。吸积盘内侧物质的运动速度可接近光速，部分物质不会落入黑洞，会沿着与吸积盘的盘面垂直的轴线方向逃逸出去，形成喷流。这种速度接近光速的喷流可以喷射到几百以至几千光年远，天文学家已经在许多类星体和星系的核心附近观测到这种喷流产生的痕迹。

吸积盘中的物质，当然有很大一部分，最终落进了黑洞，黑洞因此会慢慢长大。黑洞吞噬周围物质的能力与黑洞本身的大小有关。黑洞质量越大，它的引力场就越强大，一方面在同样时间内能吞噬更多的物质，同时也能够吞噬更远距离的物质。

物质一旦掉进黑洞里面，就再也不可能逃逸出来了。然而，1975年，英国物理学家霍金经过计算发现，黑洞会缓慢地蒸发。黑洞的这种蒸发现象称为霍金辐射。霍金辐射会带走黑洞的能量。按照爱因斯坦的理论，能量和质量是等价的，它们可以互相转化。随着时间流逝，黑洞的质量越来越多地转化成能量蒸发掉，最终黑洞将会消失。

黑洞蒸发的速度也与黑洞的质量有关，质量越小的黑洞，蒸发越快。很明显，如果黑洞很小，吞噬周围物质的能力很弱，而且在足够近的距离内没有足够多的物质供它吞噬从而让它足够迅速地长大，那么它很快就会消失。

在实验室里制造黑洞

据英国《卫报》今年3月18日报道，美国布朗大学物理教授霍拉蒂·纳斯塔西通过实验在地球上制造出了一个人造黑洞。其实，这一报道有些不太准确。据查，纳斯塔西教授制造的并不是真正的黑洞，用他自己的话说，仅仅是\"黑洞的相似物\"。

那么，我们能不能在实验室里制造黑洞呢？

不论在实验室里，还是在理论上，目前还找不到一种方法，能够使物质的密度变得像黑洞那样高。可是，根据爱因斯坦能量等价于物质的理论，当大量的能量集中于一点时，也应该会出现黑洞。科学家要在实验室里制造黑洞，只能循着这一途径。

目前正在日内瓦欧洲原子核研究中心建造的大型强子对撞机，将在2007年开始运行。这将是世界上最强大的粒子加速器，它能以14万亿电子伏的撞击能量把质子打碎。这么强大的能量是不是已经足以生成一个哪怕非常微小的黑洞了呢？

很遗憾，按照我们原有的关于粒子以及粒子相互作用的知识，以这种方式制造一个黑洞的最小能量，是上述大型强子对撞机所能产生的能量的1亿亿倍。建造一个能够达到这么高能量的粒子加速器的可能性实际上永远为零。

可是在过去几年中，在实验室中制造黑洞的前景已经有所改观。这得归功于如像\"弦论\"这样的新的引力理论。新的理论认为引力实际上远比我们所想的强大。对于日常生活来说，只有在质量非常大的情况下，引力才变得不可忽视。引力为什么这样微弱？这让物理学家感到困惑。有些物理学家认为，这是因为我们所处的空间除了我们日常生活的三个维度之外，还存在不可见的额外维度，引力泄漏进了这些额外的维度。我们的宇宙和加速器中的粒子处在三维空间中，就像是处在一个肥皂泡表面的尘埃微粒。

如果这种想法是正确的，那么当把引力应用于非常小的距离，以致引力根本没有可能向其他维度泄漏时，它应该远为强大。如果能把足够多的能量挤压在一千亿分之一纳米的空间中，就足以能产生一个黑洞。这种微型的黑洞，会由于霍金辐射而在十亿亿分之一纳秒内蒸发。

如果上述这些理论上的想法是正确的，那么大型强子对撞机所产生的强大能量也许已经足以每秒钟生成若干个微型黑洞。这种微型黑洞质量不会超过几微克，比尘埃微粒还轻。

剩下的问题是如何检测这种微型黑洞。西班牙一个研究小组的计算表明，这种微型黑洞产生的霍金辐射大部分应该呈现为粒子，能够检测得到。如果他们的计算是正确的，那么大型强子对撞机就能够第一次用实验证明黑洞的存在和来自黑洞的霍金辐射。

当然，这还仅仅是一种理论上的可能性，是否真的能实现，有赖于所依据的理论即弦论的正确性。弦论本身还是一种有争议的理论，如果人造黑洞真能制造成功，对于弦论来说也将是一种实验证明。

这样的黑洞，质量那样微小，大小只有一千亿分之一纳米，寿命只有十亿亿分之一纳秒，当然根本不可能把地球吞噬掉。因此，一些媒体在纳斯塔西教授制造出黑洞的类似物之后渲染的人造黑洞毁灭地球的可能性，不过是又一个杞人忧天的例子。

发明的超级粒子加速器，是怎样模拟逃离黑洞的？

黑洞，是目前宇宙中，我们所知最强劲的超级引擎！它凭借着其无与伦比的强大引力，几乎能碾压撕裂世间万物。犀利的引力作用下，哪怕是光也无法逃离，所以任何物体一旦靠近事件视界时，等待它们的命运只有一个结局——被吞噬、撕裂化为粒子，然后消失在黑洞深渊中……

但这些年来，一些科学家尝试打破这个铁律，试图从贪婪的黑洞嘴里夺食。他们希望借鉴于粒子加速的原理，在旋转的黑洞能量中，让一些接近光速的等离子体，在对撞的过程中，获得逃离黑洞的机会，并从黑洞强大的引力场中窃取能量！

逃离黑洞，这并非仅属科幻小说里的桥段。在物理学家的眼里，这一个新见解，至少在理论是存在合理的逻辑的，更并非不可现之事！他们认为诀窍在于如何巧妙、仔细地安排好一切，这样粒子就不会永远消失在贪得无厌的黑洞中。

就让我们一起用最通俗的话，来模拟、理解物理科学家们期待的这一过程！

首先，任何一个粒子接近黑洞时，它必然会被加速，就如同雪球从高山上滚落一样。而黑洞的能耐，更远超我们认知的任何一座高山，它强劲的引力，极有可能会让粒子最终以超越光速的状态坠入。

对于这宇宙事件，天文学家给黑洞划定了一个边界——事件视界：任何一个粒子达到光速时，距黑洞中心的这段距离，恰好是光可逃离的阈。这个事件视界，实际就是科学家用以界定黑洞边界的距离。反过来，一旦你陷入这个区域，被锁定于这个事件视界之内，按黑洞的理论来说，等待你的只有唯一的结局——被吞噬然后永远消失。

若是一个孤立的物体或粒子，这个理论是完美而毫无破绽的，可倘若两个或者更多的粒子呢？事情会不会变得更有趣呢？它们一起被加速坠入黑洞的过程中，会不会展露出那个万中无一的瑕疵与漏洞呢？

物理学家们，提出了一个假设：若两个粒子接近视界时，它们的速度就会加快。可若它们碰巧拥有正确的速度和角度方向组合，利用两者对撞弹开的粒子对撞特性，会不会有可能让其中一个垂直坠落，而另一个则绕过弹出事件视界的边缘，然后飞向安全地带呢？

事实上，这样的情形非常罕见，概率也极其低，但也并非完全不可能。因为，基于他们多年对高能粒子的研究，在本身就旋转的黑洞里，在事件视界附近不仅时刻发生着多次低速碰撞，从而产生理想的高能量输出。一旦这些粒子本身就非一般，本身就具有很高的速度，甚至在黑洞这个超级粒子加速器的作用下，实现加速到超过光速的99%，然后在旋转的黑洞发生高能碰撞。或许，它们会拥有逃离黑洞的疯狂能量，从黑洞视界反弹出去，或者沿着黑洞旋转轴向外抛出。

为了证明自己理论的可能性，物理学家在粒子加速环境，比如通过世界上最大的原子加速器、最大型的粒子对撞加速机——一个由超导通道组成的环，周长约27公里，然后给它疯狂加速，最终把重粒子加速到了大约99.7%的光速度！

在这样接近事件视界中，粒子对撞情形的表现，再结合对等重粒子体喷流对撞时的物理机制，所呈现的数据与最新见解。他们用大量数据解释了，如何从黑洞超强引力中窃取能量，并推动它远离黑洞。换句话讲，他们研究了黑洞极端引力下，如何能对粒子提供如此多的能量，使它们向外辐射。

用数学演算的方式，他们在计算机上模拟重现出这样的理论上的一幕。

但这个版本的理论，也有一个很大漏洞：其涉及数学设定的多种复杂性的条件，要想在现实中的黑洞里真实还原这种逃离现象，也只有在极其极端的概率上才能实现，并且很难被天文学家们轻易捕捉这样的情形，换言之，这个依旧是理论上的逃离。要在茫茫宇宙中，无数的黑洞上去观测到这一幕，或许比登天还难。

强子对撞机试验原理?是否真能产生黑洞?

世界上最大和最有威力的粒子加速器----大型强子对撞机(LHC)是欧洲粒子物理研究所(CERN)的加速器复合体的最新补充。大型强子对撞机主要由一个27公里长的超导磁体环和许多促使粒子能沿着特定方向传播的加速结构组成。

在这个加速器里面，2束高能粒子流在彼此相撞之前，以接近光速的速度向前传播。这两束粒子流分别通过不同光束管，向相反方向传播，这两根管子都处于超高真空状态。一个强磁场促使它们围绕那个加速环运行，这个强磁场是利用超导电磁石获得的。这些超导电磁石是利用特殊电缆线制成的，它们在超导状态下进行操作，有效传导电流，没有电阻消耗或能量损失。要达到这种结果，大约需要将磁体冷却到零下271摄氏度，这个温度比外太空的温度还低。由于这个原因，大部分加速器都与一个液态氦分流系统和其他设备相连，这个液态氦分流系统是用来冷却磁体的。

大型强子对撞机利用数千个种类不同，型号各异的磁体，给该加速器周围的粒子束指引方向。这些磁体中包括15米长的1232双极磁体和392四极磁体，1232双极磁体被用来弯曲粒子束，392四极磁体每个都有5到7米长，它们被用来集中粒子流。在碰撞之前，大型强子对撞机利用另一种类型的磁体“挤压”粒子，让它们彼此靠的更近，以增加它们成功相撞的机会。这些粒子非常小，让它们相撞，就如同让从相距10公里的两地发射出来的两根针相撞一样。

这个加速器、它的仪器和技术方面的基础设施的操作器，都安装在欧洲粒子物理研究所控制中心的同一座建筑内。在这里，大型强子对撞机内的粒子流将在加速器环周围的4个区域相撞，这4个区域与粒子探测器的位置相对应

虽然稳定的微小黑洞理论站不住脚，但是研究宇宙射线产生的微小黑洞结果显示，它们没有危害。大型强子对撞机内发生的撞击，与地球等天体和宇宙射线发生碰撞不同，在大型强子对撞机内的碰撞过程中产生的新粒子，一般比宇宙射线产生的粒子的运行速度更加缓慢。稳定的黑洞不是带电，就是呈中性。不管是宇宙射线产生的粒子，还是大型强子对撞机产生的粒子，如果它们带电，它们就能与普通物质结合，这个过程在粒子穿越地球时会停止。地球依然存在的事实，排除了宇宙射线或大型强子对撞机可产生带电且危险的微小黑洞的可能性。如果稳定的微小黑洞不带电，它们与地球之间的互动将非常微弱。宇宙射线产生的那些黑洞可以在不对地球造成任何危害的情况下穿过它，进入太空，因此由大型强子对撞机产生的那些黑洞也可继续停留在地球上。然而，宇宙中有比地球更大更密集的天体。宇宙射线与中子星或白矮星等天体相撞产生的黑洞可处于休眠状态。地球等这种致密体继续存在的事实，排除了大型强子对撞机产生任何危险黑洞的可能性。

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黑洞大还是恒星大

樱花校园模拟器有修改器还有宝妮弗

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