十万个为什么水为什么能灭火-十万个为什么三篇：为什么连光也逃不出黑洞

【#能力训练# 导语】由于黑洞里面时间和空间调换了位置，我们外人认为的黑洞中心，在黑洞里面的补丁时空上实际是未来。下面是®文档大全网分享的十万个为什么三篇：为什么连光也逃不出黑洞。欢迎阅读参考！

　　【为什么连光也逃不出黑洞】

　　时间和空间是各种物理现象上演的舞台。可是，这个舞台并不是坚硬无比的。宇宙中的大块头可能会把这个舞台踩坏。

　　为了显示时空舞台的弹性，我们可以把时空中的空间截面想象成一张橡皮膜。宇宙中的各种物体，比如地球、月亮，都是踩在橡皮膜上的舞蹈演员。地球登场后，把橡皮膜踩得陷了下去。所以地球旁边的月亮需要绕地球旋转，利用离心力才能确保不掉到地上来。同时，要想从地球上发射宇宙飞船，飞船也得耗费好多力气爬出这个凹陷的区域，才能在宇宙空间中畅游。

　　不过地球在宇宙中实在算是个轻量级选手。假想有一个和地球一样大的家伙，密度却是地球的8亿倍。这样的演员一上台，就会把橡皮膜舞台踩出一个洞，自己也扑通一下掉到洞里。我们把这个洞叫作黑洞。

　　站在远离黑洞的地球上，我们会发现黑洞把橡皮膜踩得如此弯曲，以至于无论用多大的速度发射飞船，也不能从黑洞的边缘逃出来。就算是宇宙中跑得最快的光，也不能逃出黑洞。既然光不能逃出来，黑洞看起来好像就是黑的。这就是黑洞名称的由来。

　　读者可能会好奇，既然黑洞把时空橡皮膜踩坏了，那么坏掉的区域是什么样子的呢？黑洞“里面”有时空吗？没有人能到黑洞里看一眼，再出来告诉我们这个问题的答案。可是根据理论推测，黑洞里面确实是有时空的。大自然自动给踩坏的橡皮膜打了一块补丁。不过，不知道大自然是粗心还是故意的，把这块补丁的方向弄“错”了，以致黑洞里面的时间方向是我们的（沿着黑洞半径方向的）空间方向，我们眼中黑洞中心到表面的空间方向则变成了黑洞里面的时间方向。

　　由于黑洞里面时间和空间调换了位置，我们外人认为的黑洞中心，在黑洞里面的补丁时空上实际是未来。于是，黑洞里面的所有物体，无论怎么想“往外跑”，都不可避免地掉进黑洞中心，因为这里是它们的未来。这样，黑洞中心聚集了大量物质，密度超过了已知物理规律所能描述的密度。在这黑洞中心会发生什么，对我们来说还是一个谜。

　　扩展阅读：

　　【人类能利用小行星上的资源吗】

　　按照光谱类型，小行星可分为C类、S类、M类等。其中，M类小行星主要由金属组成。据估计，太阳系的小行星中，约有5%是M类的，这些小行星富含地球上稀缺的各类金属。例如，第16号小行星“灵神星”，其直径约250千米，科学家通过观测估计它含有5亿亿吨铁、5000万亿吨镍，还有其他多种稀有金属数亿吨。

　　过去，到小行星上去“采矿”只是一种幻想，但随着深空探测能力的不断加强，人类将具备去小行星采矿的能力。美国和日本都已发射了探测器对小行星开展无人近距离探测。美国正在策划于2025年对近地小行星开展载人登陆探测。可以相信，随着人类深空探测能力的加强，开发和利用小行星上的丰富资源将不再是幻想。

　　目前，已经或计划发射的无人航天器探测小行星的方式主要有飞越、绕飞、附着、采样返回等。飞越探测是指探测器以较大速度（通常大于1千米/秒）近距离（数千米至数千千米）掠过小行星，并对其进行光学成像的探测。绕飞探测是指探测器以环绕小行星运行对小行星进行探测的形式。

　　对于一些质量较小的小行星，没有足够大的引力使探测器环绕其飞行，则采取伴飞的形式对它进行探测。附着探测是指探测器降落到小行星表面对其进行近距离探测。由于小行星通常质量较小，引力也非常小，探测器降落在其表面的过程只能称为“附着”而不能称为“着陆”。采样返回是指探测器采集小行星表面的物质样品并将其送回地球的探测形式。

　　截至2011年，人类已发射8个探测器对小行星进行了飞越、绕飞、附着、采样返回等形式的探测。其中5次成功，3次仍在飞行途中。早期任务以飞越为主，后期逐渐过渡到伴飞、附着和采样返回。

　　【为什么人造卫星在太空不会随意翻滚】

　　人造卫星在太空中飞行，会受到残余空气动力、微流星撞击力、地球扁圆度引起的不均匀引力、太阳辐射压力，以及卫星内部的运动机构（如弹簧、发动机）等干扰力的影响，导致卫星的姿态甚至轨道发生变化。另外，每种卫星都有自己特定的任务，在飞行时对它的飞行姿态都有一定的要求。比如，通信卫星上的抛物面天线和对地观测卫星上的相机要始终对准地面，太阳观测卫星上的望远镜要一直对准太阳。为此，卫星上装有姿态控制和轨道控制分系统。

　　所谓卫星的姿态控制就是控制卫星的飞行姿态，保持姿态轴的稳定，并根据需要改变姿态轴的方向。由于各种干扰，卫星在空间的姿态角和姿态角速度往往会偏离设计值，这时就要进行控制和调整。

　　卫星的姿态控制分系统有被动和主动两种。其中，被动控制系统的控制力不需要消耗卫星上的能源，而是用卫星的动力特性或空间环境力矩来提供，主要有自旋稳定等方式。主动控制系统是根据姿态误差（测量值与标称值之差）形成控制指令，产生控制力矩，实现姿态控制。它主要采取飞轮控制和喷气控制等方式，可对卫星进行三轴稳定控制，这种方式被目前多数卫星采用。

　　自旋稳定方式是通过卫星绕一个轴自旋来保持稳定。简单地说，其原理与旋转的陀螺类似：高速旋转可以保持物体的转轴方向不变。早期的卫星大多采用这种简单的控制方式。在卫星表面沿切线方向对称地装上小火箭发动机，需要时就点燃小发动机，产生力矩，使卫星旋转起来，也可由末级运载火箭起旋。高速旋转的卫星，其自转轴在空间的指向就会保持不变。

　　三轴稳定方式是对卫星相互垂直的三个轴都进行控制，不允许任何一个轴产生超出规定值的转动和摆动。实现卫星三轴姿态控制的系统一般包括姿态敏感器、姿态控制器和姿态执行机构三部分。姿态敏感器有惯性敏感器、地球敏感器、太阳敏感器、星敏感器等，用于察觉和测量卫星的姿态变化，即卫星沿各个轴的转动角度、转动角速度有多大，是否超出规定的范围。

　　姿态控制器用于把姿态敏感器送来的卫星姿态角变化值的信号，经过一系列比较、处理，产生控制信号输送到姿态执行机构。姿态执行机构则根据姿态控制器送来的控制信号产生力矩，使卫星姿态恢复到正确的位置，常用的执行机构有反作用飞轮和推力器。当卫星的姿态处于所要求的姿态时，飞轮保持匀速旋转；如果卫星偏离了某一位置，飞轮加速或减速，产生一个相反方向的力矩，使卫星回复到所要求的姿态位置。卫星三个轴向各设置一个这样的飞轮，就能控制卫星三个轴方向的姿态。也可以在卫星三个轴的方向安置若干个小的推力器，一旦卫星偏离所要求的姿态，相应方向的推力器就会喷出气体，产生推力，使卫星回到所要求的姿态位置。

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