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书名 青少年应该知道的黑洞/青少年科普图书馆
分类 少儿童书-启蒙益智-科普百科
作者 华春
出版社 团结出版社
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简介
编辑推荐

黑洞是宇宙中人们用肉眼看不到的天体,但它就像是一个贪得无厌的家伙,也被称为“黑暗的魔鬼”,有着不可抗拒的引力场。你想要揭开黑洞的谜底吗?这个神秘的“魔鬼”正等着你来挑战呢!

《青少年应该知道的黑洞》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。本书由华春编著。

内容推荐

宇宙中有种天体,它的质量大得惊人,可体积却又小得很,所以它的密度和引力就大得惊人。一切进入它“史瓦西”半径里的东西,都逃不出来,哪怕宇宙中速度最快的光也飞不出来。这只是科学家在200年前提出的一种假说。黑洞是宇宙中最神秘的事物,没有人看见过它,它也绝不会被任何人看见。

我们地球和其他八大行星围绕着太阳旋转,而太阳和数以亿计的银河系恒星又一起围绕银河系的中心旋转,而银河系中心就有个巨大的黑洞。

黑洞是宇宙的终结者,它无情地蚕食着掉到它里面的物质。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。

《青少年应该知道的黑洞》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。《青少年应该知道的黑洞》让广大青少年朋友们更全面地了解浩瀚宇宙里的秘密。本书由华春编著。

目录

第一章 宇宙的垃圾场——黑洞学习篇

 第一节 宇宙中的超低音歌手——黑洞

1.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——虫洞学习篇

 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

试读章节

2.星系黑洞的形成

在每个星系的中心都有一个旋涡场,称之为星系旋涡中心。由于星系旋涡中心是星系旋涡场的动力中心,所以它内部贮藏的暗能量,它的引力在星系中是最强大的。在强大暗能量的推动下,星系旋涡中心的旋转速度越来越快,暗能量在强大离心力的作用下,不断向旋涡中心的边缘集中,星系旋涡中心的中部地带的暗能量不断被抽走,越来越少。最后,星系旋涡中心的内部变成一种“真空”状态。至此,它的旋转速度才能稳定下来。星系旋涡中心的边缘,形成一个由高速旋转的暗能量组成的圆盘,它把星系旋涡中心,紧紧地包围起来。这个高速旋转的圆盘,带动周围的气体运动,使之发生激烈磨擦而发热,由此变成了一个热气体圆盘。这个内部成为“真空”状态的星系旋涡中心就是一个暗能量黑洞,我们称之为星系黑洞。

3.黑洞的吸积

黑洞会吸食伴星的物质,形成吸积盘。黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体,产生辐射而被发现的,而这一过程称为吸积。高温气体辐射热能的效率,会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘,以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时,它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。科学家对吸积黑洞光度和光谱进行分析,找到了旋转黑洞和视界的存在提供强有力的证据。

简单说,“吸积”就是物质向中心流动。天体物理学家用“吸积”这个词,描述星际物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一,它形成了我们周围许多常见的星系结构。在宇宙早期,由于吸积,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时,形成星系。即使到了今天,恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体而形成的。包括地球一一也是在新形成的恒星周围,通过气体和岩石的吸积形成的。中央天体为太阳、地球时,吸积很平常。但是当中央天体是一个黑洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面。

4.黑洞形成中为什么一定会有物质喷出?

黑洞在形成过程中,一定会有物质喷射出来。从综合哲学角度看,这完全符合哲学总规律。黑洞形成中为什么一定会有物质喷出呢?

第一,事物的任何发展阶段都不是纯粹的。每一个阶段都会有上一阶段的遗留物和下一阶段的萌芽出现。黑洞在开始形成后,就已经有星云物质喷出。它也只有喷射出一些星云物质,才能不断融化那些恒星物质,以便被它所吸收。这就是说,黑洞在吞吸恒星物质的同时,它也在以另一种形式向外喷射一些物质。这种物质就是它在将来爆炸后,形成星系星球的星云物质。在分析中有综合,在综合中也有再分析。在恒星被黑洞吞吸过程中,它本身也一定会有物质喷射出来。

第二,由于黑洞有物质喷出,所以人类才能发现它。虽然黑洞不能发射出光线,但它还有巨大的引力。人类就是通过它的引力发现了它。引力是一个物体对其他物体的吸引能力。这是该物体的一种释放能量的表现。如果黑洞没有喷出任何物质,人类就不可能认识它。

第三,从哲学理论上说,一切事物的封闭发展都是相对的,而事物的开放发展则是绝对的。一切事物在一定范围内,它是封闭发展的。否则,它也就不能成为一个相对独立的事物。但是,在更大范围内,它又会成为该范围的一个有机组成部分。一切事物都是与其周围事物,内在本质地联结在一起的。绝对封闭而与其周围事物没有任何联系的事物是根本不存在的。一切星系星球之间也都遵循这一规律,它们都是整个宇宙的不可分割的有机组成部分,黑洞也不例外。黑洞不仅通过引力与其周围宇宙区域相联系,它也必然会与其周围宇宙区域发生某种物质交换关系,即它必然会喷射出物质。

第四,黑洞本身并不是最大事物。宇宙中只有无限大,而不存在最大。黑洞也是有无限层次的。任何黑洞必然会被更大黑洞所吸引而逸出物质,和地球在接收太阳能量的同时也释放出能量一样

总之,黑洞在它的形成过程中,一定会有物质喷射出来。一切事物在它的上一阶段就已为下一阶段的发展做好准备。所以,一切事物才能实现连续不问断的发展。

5.黑洞怎样吞噬恒星

我们知道,黑洞吞吃恒星的方式有两种:一种情况是,当一颗恒星朝着黑洞方向运动时,它会很快被黑洞的引力拉长,变成一束物质流被吸人黑洞,同时释放出巨大的能量,其中包括X射线。

另一种情况是,当一颗恒星进入黑洞的引力范围后,在下落时受到潮汐力的作用,恒星的物质在黑洞外围,形成一个抛物形盘状结构,气体和尘埃沿轨道绕黑洞旋转,逐渐被吸入黑洞,而这个逐渐消失的盘状尘埃结构的X射线,将稳定地辐射它。

科学家们认为,被黑洞吞吃的物质,在到达黑洞视界附近时,会受到强烈挤压,那里的温度可以高达1亿摄氏度以上,这时物质本身产生电离,并引起各种辐射。近期又有新的理论认为,黑洞视界附近的量子效应,会引发黑洞的发射和爆炸。因此,虽然看不见黑洞,但在它的表面附近的黑洞视界,却可以产生多种辐射,也可以说黑洞视界是多种辐射源。通过对辐射源的观测,可以大致确定黑洞的存在和有关黑洞的情况。

P33-39

序言

莽莽苍苍的山川大地,茫茫无际的宇宙星空,人类生活在一个充满神奇变化的大千世界中。面对异彩纷呈的自然现象,古往今来曾引发多少人的惊诧和探索。它是科学家研究的课题,更是充满了幻想和好奇的青少年渴望了解的知识。为了帮助广大青少年系统、全面、准确、深入地学习和掌握有关自然科学的基础知识,用科学发展观引领他们爱科学、学科学、用科学,团结出版社按照国家确定的学生科普知识标准,编辑出版了《青少年科普图书馆》大型丛书,应该说这是一个很有意义、值得支持和推广的出版工程。

加强科普教育和科普读物出版工作,是加快国家建设和发展的需要。中共十七大提出要把我们的国家建设成为富强、民主、文明、和谐的社会主义现代化国家,要在2020年实现全面建设小康社会的目标,必须坚持以经济建设为中心。为加快国家发展,要抓紧时机,实施科教兴国、人才强国和可持续发展的三大战略。把科教兴国战略放在第一位,就是要充分发挥科学技术作为第一生产力的作用,认真落实国家中长期科学和技术发展规划纲要,依靠科技进步,建设创新型国家;要着眼于长远,努力培养新一代创新人才,提高劳动者素质,增强创新能力。大量优秀的科普读物的出版发行正是科学的教育和普及的基础性工作,是科教兴国、人才强国的文化基础工程。

加强科普教育和科普读物出版工作,同时也是我们社会文化建设的需要。中共十七大强调“弘扬科学精神,普及科学知识”,是“建设和谐文化,培养文明风尚”的重要内容,特别提出要重视城乡、区域文化协调发展,着力丰富农村和边远地区的精神文化生活,为青少年健康成长创造良好的文化环境。

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政府部门和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建设和发展的轨道。为持续开展群众性、社会性科普活动,中国科协决定从2(005年起,将每年9月第三周的公休日定为全国科普日。自2003年以来,为支持老少边穷地区文化事业发展,由国家文化部、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。多年来有关政府部门和社会团体坚持不懈的送书下乡活动,推动了科普工作在全国,特别是在农村、边远地区和广大青少年中的开展,丰富了他们的精神文化生活,提升了他们的科学文化素质。

贯彻中共十七大精神,适应国家建设的发展需要,特别是广大农村、边远地区发展的需要,以及青少年健康成长的需要,像《青少年科普图书馆》丛书这样一类科普读物的大量出版,符合广大青少年探究自然科学的阅读兴趣和求知欲望,相信一定会得到青少年朋友的欢迎和喜爱。希望有更多更好的青少年科普读物出版,为青少年的健康成长,为提高全民族的科学文化素质,促进国家的现代化建设和文化大繁荣作出新的贡献。

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更新时间:2025/4/9 0:16:40