宇宙探索与科学技术和人类社会进步的关系 余炳桐 北京师范大学珠海分校09工商管理 摘要：论述黑洞是什么和观测研究的现状，以及探讨和黑洞与人类社会进步的关系。 关键词：黑洞，现状，意义。 1.什么是黑洞?它是什么天体？ 黑洞是演变到最后阶段的恒星。当恒星走完其漫长的一生后，小质量和中等质量的恒星将成为一颗白矮星，大质量和超大质量的恒星则会导致一次超新星爆发。超新星爆发后恒星如何演变将取决于剩下星核的质量。大于太阳8-25倍太阳质量的恒星，经历超新星爆发后形成中子星，由中子星进一步收缩而成，当中子星的质量超过3倍太阳质量时，有巨大的引力场，使得它所发射的任何电磁波都无法向外传播，变成看不见的孤立天体，人们只能通过引力作用来确定它的存在，故名黑洞。宇宙中的大多数黑洞都是由恒星坍缩形成的。从物理学的观点看，黑洞其实也是个星球，只不过它的密度极大，靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样)。 2.观测研究的现状。 (一) 逆行的黑洞可涌出更多喷气流。黑洞既可以按照吸积盘的旋转方向转动（学名叫做顺行黑洞），也可逆转，科学家将逆转的黑洞称为逆行黑洞。几十年来，科学家一直认为黑洞旋转地越快，喷气流就越有力。日前科学家却发现，部分顺行黑洞根本就没有喷气流。最新研究发现，逆行黑洞的喷气流最多，而顺行黑洞则较少甚至没有。逆行黑洞能有较多的喷气流，主要是由于这类黑洞与其内部轨道盘的边缘处有较大空隙。 (二) 美卫星在相互碰撞星系中发现黑洞活动证据。美国天文学家近日根据“雨燕”卫星的长期观测数据，发现了黑洞活动的确凿证据。新的发现证实，当星系发生碰撞时，这些黑洞可以“点亮”。 从星系中心或星系核发出的强烈辐射通常在超大质量黑洞附近产生，这种超大质量黑洞的质量大约是太阳质量的100万倍到10亿倍之间。这些活动星系核所发出的能量大约是太阳能量的100亿倍，是宇宙中最明亮的事物，它们包括类星体和耀变体。在一个活动星系中，黑洞周围通常包围着厚厚的尘埃和气体。这种尘埃和气体可以阻挡紫外线、可见光和低透力X射线。尽管从黑洞附近的温暖尘埃中所发出的红外辐射能够穿透尘埃，却容易与星系中恒星形成区的辐射相混淆。“雨燕”卫星的高透力X射线可以帮助天文学家们直接探测到活跃的黑洞。 3. 观测与研究黑洞的意义 (一) 对黑洞的研究同时使我们了解了大爆炸，两者在性质上基本一致，只不过大爆炸是发生在一个极大的尺度上，并且是黑洞的时间反演而已。 (二) 日前在中国出世界史上第一个人造黑洞诞生。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。不仅如此，它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。研究黑洞，对我们未来绿色能源使用提供了研究方向。 (三) 欧洲斥资80亿建造世界上最大的强子对撞机。这为微型黑洞得诞生创造了极其有利的条件。当对撞机将质子和离子加速到接近光速时，然后撞击，便可逼真模仿宇宙起源的“大爆炸”现象，科学家希望通过“微缩版”的神秘一刻，解答宇宙最初是什么模样以及如何精确解释质量、重力和“暗物质”。人造微型黑洞可能会向我们提供进入量子世界，即亚原子世界的一个窗口，物理学的最难解之谜就蕴含其中。它可能为我们提供证据，帮助我们建立能综合观察微观量子世界的模糊理论。它还可能为我们揭开最大的科学谜团———引力如此微弱的原因。此外，唯有黑洞才能回答：我们的宇宙是否飘浮在一个只有引力才能穿透的多维空间中。 (四) 60多年前，爱因斯坦提出了“虫洞”理论。，“虫洞”是宇宙中的隧道，它能扭曲空间，可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺。而黑洞对虫洞的关系十分密切。研究黑洞，对虫洞，第四维，光速理论研究等进一步发展至关重要。日前霍金又提出时间旅行的三条途径。虫洞：穿越第四维的通道 霍金说，虫洞就在我们周围，只是小到肉眼无法看见。宇宙万物都会出现小孔或裂缝，这种基本规律同样适用于时间。时间也有细微的裂缝和空隙，比分子、原子还要小的空隙被称作“量子泡沫”，而虫洞就存在于“量子泡沫”中。 有朝一日，人类也许能够捕获某一个虫洞，将它放大到足以使人类甚至宇宙飞船从中穿过。 黑洞：天然的“时间机器” 霍金说，时间就像是一条河流，在不同的地段会有不同的流速，而这正是实现通往未来之旅的关键。比整个银河系还要重的超大黑洞可以更明显地降低时间流逝的速度。霍金说，这种超大黑洞就像是一部天然的时间机器。如果一艘宇宙飞船进入超大黑洞，在超大黑洞内执行5年任务，返回地球时会发现已过去了10年。 这种时光旅行方式的问题在于，接近超大黑洞的危险太大。 光速：时空旅行的关键 霍金指出，如果我们想踏上未来之旅，那么速度必须快。如果能够建造出速度接近光速的宇宙飞船，那么宇宙飞船必然会因为不能违反光速最快的法则，而致使舱内的时间放慢。霍金设想出一艘大型极 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/6ad607c20c22590102029ddd.html