“探究式科普丛书”是一套百科全书式的科普系列读物，共100本，分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比，该套丛书最大的特点是其全面性，几乎囊括了自然科学领域的各个方面，通过阅读这套丛书，可以“上知天文下知地理”；其次这套丛书的丛书名也很有特色，“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣，注重探究性，让读者带着问题去了解科学、学习科学，从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中，让人们通过阅读树立科学的世界观。

本书为其中一册《无法摆脱的境遇(黑洞)》，由林静编著。

黑洞是宇宙的终结者，它无情地蚕食着掉到它里面的所有物质。

黑洞是时间和空间的扭曲点，寄托着人类实现时间旅行的梦想和希望。

黑洞是宇宙星系的主宰者，统治着宇宙中一个又一个庞大星系。

《无法摆脱的境遇(黑洞)》从各个方面详细地介绍了宇宙中黑洞的产生、特性以及它和行星的关系等，内容新颖，且配有精美的插图，可以为读者提供一个了解黑洞的知识平台，让广大青少年朋友们更全面地了解浩瀚宇宙里的秘密。

《无法摆脱的境遇(黑洞)》由林静编著。

第一章 宇宙的垃圾场一黑洞学习篇

 第一节 宇宙中的超低音歌手——黑洞

l．黑洞概念的提出

2．黑洞的定义

3．黑洞的形成

4．黑洞的生长

5．星系中黑洞的质量

6．类星体

7．黑洞的作用

8．黑洞的内部构造

9．为什么看不见黑洞

10．如何“寻找”黑洞

 第二节 黑洞的分类

1．暗能量黑洞和物理黑洞

2．超巨质量黑洞、小质量黑洞和中型黑洞

3．恒星黑洞和微型黑洞

4．最大黑洞与最小黑洞

 第三节 黑洞的特征

1．黑洞的主要特征

2．黑洞发电

3．黑洞的形状

 第四节 黑洞的其他知识

1．充满黑洞的宇宙

2．星系黑洞的形成

3．黑洞的吸积

4．黑洞形成过程中为什么一定会有物质喷出

5．黑洞怎样吞噬恒星

6．“节 能冠军”——黑洞

7．黑洞和恒星的关系

8．黑洞吞吐之谜

9．黑洞的寿命

10．黑洞会吞噬地球吗？

11．宇宙黑洞快速成长的原因

12．黑洞的旋转方向

13．黑洞动力学

14．黑洞最新的研究成果

15．人类研究黑洞的意义

第二章 性格迥然相反——白洞学习篇

 第一节 白洞概述

 第二节 白洞的起源学说

 第三节 白洞的喷发

 第四节 白洞与黑洞的关系

第三章 宇宙高速火车——虫洞学匀篇

 第一节 虫洞的概念

 第二节 虫洞产生的原因

 第三节 虫洞的性质

 第四节 虫洞的作用

 第五节 关于虫洞的几种说法

 第六节 黑洞、白洞、虫洞之间的关系

第四章 黑洞的远亲近邻——黑洞探索篇

 第一节 脉冲星

1．脉冲星的发现

2．脉冲星的形成

3．脉冲星的基本特征

4．脉冲星的观测特点

5．毫秒脉冲星

 第二节 超新星

1．超新星概述

2．超新星的观测及其意义

3．超新星爆炸为什么形成黑洞

4．超新星有哪些类型特征？

 第三节 恒星

1．恒星的演化

2．恒星的运动

3．恒星的“生”与“死”

4．恒星的主要特征

5．恒星的结构和能源

6．人类对恒星的观测和利用

7．恒星演变的动力——暗能量

8．质量恒星和恒星黑洞

 第四节 白矮星

1．白矮星概述

2．白矮星的特征

3．白矮星的密度

 第五节 中子星

1．中子星概述

2．白矮星、中子星、黑洞的性质

第五章 窥探黑洞的巨眼——天文望远镜

 第一节 光学天文望远镜

1．光学天文望远镜

2．光谱的研究

 第二节 射电望远镜

1．射电望远镜

2．宇宙语言信息的监听

 第三节 傲视苍穹——哈勃望远镜

1．哈勃望远镜的诞生

2．哈勃望远镜对宇宙进行的探索

1.黑洞概念的提出

1783年，英国人约翰·米歇尔第一个提出存在质量足够大并足够紧密的恒星。它的引力非常强大，以致连光线都不能逃逸。1795年，法国科学家皮埃尔·西蒙·德·拉普拉斯，把光速有限的认识与牛顿的逃逸速度概念结合起来，发现了引力的最富魅力的结果——黑洞，从而使他成为“黑洞之父”。一个多世纪之后，德国天文学家卡尔·史瓦西于1916年求解出爱因斯坦广义相对论方程的第一个严格解答。这个解答预示，宇宙中可能存在一类巨大天体，这种天体就是20世纪60年代后人们所称的“黑洞”。

2.黑洞的定义

黑洞是天文学名称，又称“坟星”，是恒星的坟墓。它是宇宙中最神秘的物体，之所以叫它黑洞，是因为它本身一片漆黑，不会发出任何可见光，无法看见它。尽管它曾经是宇宙中最明亮的物体，但它们在生命结束时的爆炸中，抛却了曾经明亮的外壳，只留下超压缩的内核。别小看这个内核，它的引力超级强大，以致光都不能从它那里逃逸，所以也就没人能够看到它。它不仅不可见。而且还能吞噬所有靠近它的物质。

3．黑洞的形成

黑洞的形成过程，非常具有传奇色彩，那么黑洞究竟是怎么形成的呢？其实，黑洞是恒星“死亡”后的产物。只要宇宙中存在大质量恒星，就有可能出现黑洞。当一颗恒星“爆炸”后，最后剩下的星核质量至少要比太阳大2倍时，黑洞就形成了。

通常，在恒星生命最后10％的时间里，它会变得越来越热，释放出越来越多的能量。同时由于自身质量过大，就会产生很大的引力，因此恒星自身的核聚变释放出的能量，正好平衡它自身的引力。但是，恒星在自身的能量用完后，这时就没有什么力与它自身的引力相抗衡，就导致了这类大质量的恒星本身的崩溃，产生彻底的坍缩。但当恒星质量比较小时，坍缩就没有那么彻底了。

黑洞的产生过程，类似于中子星的产生过程：在自身巨大引力的作用下，恒星的核心迅速收缩，这会引起剧烈的强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时，收缩过程立即停止，恒星被压缩成一个密实的星球。但在黑洞产生的过程中，由于恒星的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子在巨大的引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下的是一个密度高到难以想象的物质。它表面的第二宇宙速度大到超过了光速，宇宙间没有物体的速度会超过光速，所以任何靠近它的物体，都会被它吸进去，无法出来，黑洞就变得像真空吸尘器一样。

这个过程也可以这样简单地理解：通常恒星最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻都在相互碰撞，发生裂变、聚变。由于恒星质量很大，裂变与聚变产生的能量，与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于裂变与聚变，氢原子内部结构最终会发生改变、破裂，并组成新的元素一氦元素。接着，氦原子也参与裂变与聚变，改变自身的结构，生成新的锂元素。如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次生成铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等新元素的生成，直至铁元素，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定，不能参与裂变或聚变，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力相抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。黑洞自身强大的引力，将它附近恒星的气流，高速地拉到自己身边来，就像一个无底的深渊，吞噬着四周的一切。这样，气体向黑洞不断聚集，在黑洞周围形成一个叫吸积盘的旋涡。P2-6

科技进步是人类文明发展的原动力。回眸人类文明的每一次重大进步无不与科技的重大突破紧密相连。三次科技革命，更是使人类文明发生了彻底改变。我们不得不赞叹科技，它犹如魔法师手中的魔杖，使人类插上了想象的翅膀，将人类从头到脚都武装起来。望远镜的发明让人类视觉得到了延伸，使“千里眼”不再是神话故事中的虚拟人物；电话是人类听觉的“顺风耳”，它让即使远隔重洋的亲人也能像就在面前一样述说家长里短；汽车、飞机等交通工具是人类脚步的延伸，日行千里、日行万里不再是人类遥不可及的梦想；计算机是人脑的延伸，当人的智慧得到延伸的时候，人的创造力被无限放大；互联网技术的深入发展更是推动了人类文明的巨大进步，改变了人类的生活方式……

科技的发展不但在物质上推动着人类文明的进步，同时在人类的意识形态上也彻底改变了人们对世界的认识，不断形成新的、更加科学的世界观。哥白尼提出的日心说推翻了长期以来居于宗教统治地位的地心说，地球不再是宇宙的中心。而这仅仅是人类世界观的一个变化，诸如此类的认识变化实在太多了。

今天我们在全社会倡导建设社会主义精神文明，社会主义精神文明建设的核心内容是科学的世界观、为人民服务的人生观及集体主义的价值观。科学的世界观是最为基本的出发点。如果没有正确的科学思想来指导行为，就难免会走弯路，所以科学知识的宣传和普及是精神文明建设的最根本的环节。

英国哲学家弗兰西斯·培根曾经说过：“知识的力量不仅取决于其本身的价值大小，更取决于它是否被传播以及被传播的深度和广度。”

我们说的科普是指采用读者比较容易理解、接受和参与的方式，普及自然科学和社会科学知识，传播科学思想，弘扬科学精神，倡导科学方法，推动科学技术的应用。这对于广大读者来说，可以了解一定的科学知识，有利于树立正确的世界观、人生观和价值观。对于科技工作者和文化工作者来说，在全社会开展科普知识教育是参与建设社会主义文化的重要渠道。

我们知道，中国是一个拥有5000多年悠久历史的文明古国，虽然曾经在科技上长时间走在世界的前列，取得了许多举世瞩目的科技成果，但是由于长期的封建思想统治，广大民众的科学意识比较单薄。所以在我国民众中开展广泛的科学技术普及教育具有特别重要的意义。

科普的形式是多种多样的，譬如建科技馆、自然博物馆，举办各种科技讲座等，但是相对来说，图书出版无疑是所有科普活动中最为重要和易于实施的途径。有关科普教育和科普读物出版发行工作，多年来得到中央和地方各级党和政府部门以及相关社会团体的广泛支持。2002年6月29日，《中华人民共和国科学技术普及法》正式颁布实施，标志着我国科普事业进入法制化的轨道。为持续开展群众性、社会性科普活动，中国科协决定从2005年起，将每年9月第三周的公休日定为全国科普日。2003年以来，为支持老少边穷地区文化事业发展，由文化部、财政部共同实施送书下乡工程。2009年2月，中国科协等单位五年内在全国城乡建千所科普图书室的活动举行了启动仪式。2003年以来，由民政部、中央文明办、文化部、新闻出版总署、国家广电总局、中国作家协会联合举办的“万家社区图书室援建和万家社区读书活动”，已经援建城乡社区图书室16．2万个，援建图书5600万册，其中三分之二以上为科普图书，约3．5亿城乡居民从中受益，对广大社区居民的科技普及起到了一定作用，提升广大社区居民的科技素质。

为了帮助广大读者特别是青少年读者系统、全面、准确、深入地学习和掌握有关自然科学方面的基础知识，用科学发展观引领他们爱科学、学科学、用科学的能力，中国社会出版社按照国家确定的学生科普知识标准，编辑出版了《探究式科普丛书》。

该套丛书是一套百科全书式的科普系列读物，共100本，分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比，该套丛书最大的特点是其全面性，几乎囊括了自然科学领域的各个方面，通过阅读这套丛书，可以“上知天文下知地理”；其次这套丛书的丛书名也很有特色，“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣，注重探究性，让读者带着问题去了解科学、学习科学，从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中，让人们通过阅读树立科学的世界观。

党的十七届六中全会通过的《中共中央关于深化文化体制改革推动社会主义文化大发展大繁荣若干重大问题的决定》，为我们描绘了一幅社会主义文化建设的宏伟蓝图。我相信这套科普图书的出版必将在一定程度上满足广大读者对科普知识的全面需求，为读者树立科学的世界观打下一定的基础。

是为序。

(全国人大常委会副委员长、民革中央主席)