探索宇宙空间的未解之谜——探索黑洞
黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，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。
什么是黑洞
什么是黑洞？通俗地说，就是在宇宙中有那么一些点，在这些点上（例如一颗燃烧尽了的恒星）由于自身塌缩的重力作用而不断被压缩，它的体积趋向于零而密度变得无穷大，这样，围绕这些点的一定空间就形成了一个黑洞。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见，这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。黑洞的引力无比强大，任何东西靠近它的时候就会被它吞噬掉，就连光也逃脱不了这样的厄运。我们无法通过光的反射来观察它，只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。虽然这么说，但黑洞还是有它的边界，即＂事件视界（视界）＂．据猜测，黑洞是死亡恒星的剩余物，是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。另外，黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化到末期而形成的，质量小于钱德拉塞卡极限的恒星是无法形成黑洞的。
黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 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),不管用多大的速度都无法脱离。对于地球来说，以第二宇宙速度（11.2km/s）来飞行就可以逃离地球，但是对于黑洞来说，它的第二宇宙速度之大，竟然超越了光速，所以连光都跑不出来，于是射进去的光没有反射回来，我们的眼睛就看不到任何东西，只是黑色一片。银河系的中心--黑洞！
黑洞的研究现状、热点和未解之谜
天文学家通过长期观测发现，在宇宙中有一些引力非常大却又看不到任何天体的区域，称之为黑洞。黑洞是位居宇宙空间和时间构造中的一些深不见底的类似井状的东西，具有极大的吸引力，包括光在内的任何物体都无法逃脱被吸入的命运。这就使得人们对于黑洞的研究变得异常困难：它既不向外散发能量，也不表现出任何形式的能量，人们根本无法看到它。因此，人们对于黑洞的研究就象是对一种看不见的东西进行研究。
通常，黑洞是无法被发现的，但是也有例外：如果在它附近有气团，则会产生飞向黑洞的气流，于是气流也暴露了黑洞的位置。众所周知，在压缩时气体物质会被加热到几百万度，同时产生强烈的X射线辐射。用X射线观测望远镜就可以探测到黑洞的存在。20xx年，著名的“钱德拉”X射线观测望远镜发现了一颗巨大黑洞的X射线，并将其命名为“SDSSpJ306”，它位于距离我们地球26亿光年的MS0735星团。天文学家通过对这些X射线和其所在星系的重力影响一起进行检测，推测它“出生”于127亿年前———而宇宙大爆炸发生在137亿年前。这说明，黑洞与星系同时演化，两者谁也不会单独主导早期宇宙中星体的快速诞生。 在此次观测中，天文学家们还在处于星系中心的“SDSSpJ306”黑洞的周围发现了许多新生星体，
而且更多的星体正在形成之中。该发现给新出现的星系形成演化理论提供了重要的直接证据。 科学家们认为，黑洞是有质量的。黑洞一般被旋转的热气体圆盘所包围，这些热气体在以螺旋运动逐渐被黑洞吸收时会发出大量的电磁辐射。黑洞附近发光的氢原子谱线宽度与旋转速度有关。旋转速度越快，氢原子发出的谱线越宽，说明黑洞的质量越大。通过对氢原子谱线研究发现，“SDSSpJ306”黑洞有10亿个太阳重，所产生的能量更是太阳的20万亿倍。这个黑洞如此之大，以致它的引力作用范围大小与银河系相当。在这个黑洞吞噬星团的同时，还将一些热气体以射流形式喷还给宇宙，形成了两个巨大洞穴，每个洞穴的直径大约为65万光年。黑洞再次喷发出来的气体质量，相当于1万亿个太阳质量，这种喷射已经持续了1亿年之久。
另外据最新的研究声称，科学家认为黑洞可能是通往其他宇宙的虫洞。如果这一理论是正确的，将会有助于解释例如黑洞信息悖论等量子难题，不过批评家指出这也会产生新的问题，例如虫洞是怎么形成的等等。黑洞是一种拥有强大引力的物体，任何物体--即便是光--在进入其事件边界之后都不能逃逸出来。根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞可以由任何物质形成，只要能够坍缩到足够小的空间内。尽管黑洞不能被直接看到，天文学家还是通过观察周围物质的环绕情况，推断出一些黑洞的位置。
黑洞的探索与研究意义
人们当初研究黑洞只是担心自己被吸走却不知道什么回事！而现在人们还能够模拟黑洞制造出人工黑洞，这一创举让人甚为骄傲。而这种技术可以用在很多领域，例如军事上，中国在导弹上装置"人造黑洞" ,这枚导弹不会被任何雷达扫描到,他可以吸收周围的任何信号.磁场,以及光波.等，那么在军事方面就更胜一筹了。然而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明物质三维之外物理特性的最初证据,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。
黑洞是理论物理中各种极限状态的典型代表，其研究，具有三大意义：
1. 理论物理的大统一理论（解释宇宙万物的终极理论）；
2. 哲学宗教意义；
3. 现实意义，研究基本粒子，衍生各种民用产品，比如能源类、讯息类等等。
参考文献：
1. 《时间简史》——1988 霍金
2. 《宇宙新视野》——20xx年
3. 《黑洞探险》——李宁科技展望：探索发现 20xx年3期
4. 《神秘的黑洞》——米雪琴现代物理知识 20xx年1期
第二篇：邹城一中 天文爱好者 系列 之 宇宙八大未解之谜
邹城一中 天文爱好者 系列 之 八大宇宙未解之谜
八大宇宙未解之谜
《科学》杂志盘点
1、暗能量，构成现存宇宙的73%但从未被观察到或测量过。暗能量的存在是“应需而生”的，它能平衡关于宇宙的数学公式，但可能永远不会被观测到；
2、暗物质，与暗能量紧密相关，被描述为将宇宙万物粘合在一起的“胶水”。为《科学》杂志撰写相关论文的阿德里安·丘认为，与暗能量不同，科学家们很可能有朝一日能切实观测到这种物质；
3、重子哪里去了？重子是一种能构成特殊物质的颗粒，但出于某些原因，当研究人员把暗能量、暗物质相加并把其它归于重子时，研究者所得的结果竟不是100%；
4、为什么恒星会爆炸？人们已经对有关恒星形成以及太阳系形成的许多过程有了初步认知，但科学家们承认，他们仍不能完全理解当一个恒星爆炸时其内部情况到底是怎样的，只知道爆炸后会形成超新星；
5、是什么使宇宙再电离？自宇宙大爆炸后数十万年，电子被从原子上剥离，但目前尚不知这是为什么；
6、各种能量充沛的宇宙射线的源头是什么？尽管地球的大气层能帮助我们抵挡住大多数宇宙射线，但我们每天仍会受到这些射线的“轰击”，科学家们至今无法就这些射线的源头达成共识；
7、为什么我们的太阳系如此独特？我们所在的太阳系是按照逻辑逐步形成的，还是误打误撞罢了？没人真正知晓。
8、为什么日冕那么热？专研太阳的科学家们始终想不明白。日冕是太阳的最外层部分，但其温度之高仍超乎想象。距离我们最近的这颗恒星所拥有的这层奇怪“分层”仍旧是个谜。
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邹城一中 天文爱好者 系列 之 八大宇宙未解之谜
大多数科学家认为，约有四分之三的宇宙正在以暗物质和暗能量的形式消失，而这两者目前都没被直接观察到。上图是基于猜测而绘制出的暗物质3D影像。
据英国《每日邮报》6月2日报道，美国《科学》杂志日前选出了八大宇宙未解之谜，科学家们承认，其中一些“可能永远也无法找到答案”。
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邹城一中 天文爱好者 系列 之 八大宇宙未解之谜 这八大未解之谜涵盖范围很广，从未被鉴定过的神秘暗物质到恒星爆炸的真相。根据享誉世界的《科学》杂志的表述，这八大宇宙未解之谜都是由顶尖的科学家从他们所钻研的领域中归纳出来的，科学家们甚至还分别为自己所提的谜团撰写了论文进行阐述。 德国马克斯·普朗克研究院的天体物理学家希蒙·怀特表示：“部分谜题的产生是因为我们还没找到解决它们的线索。”来自《科学》杂志的罗伯特·孔茨称：“通过天文观测，每个未解之谜都有可能最终得到解决。”
然而，另外一些科学精英认为，其中一些谜题不太可能会被解开。其中，最大的谜题就是关于暗物质，科学家们坦言，这个谜团可能永远也无法解开。
《科学》杂志盘点的八大宇宙未解之谜分别是：
1、暗能量，构成现存宇宙的73%但从未被观察到或测量过。暗能量的存在是“应需而生”的，它能平衡关于宇宙的数学公式，但可能永远不会被观测到；
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2、暗物质，与暗能量紧密相关，被描述为将宇宙万物粘合在一起的“胶水”。为《科学》杂志撰写相关论文的阿德里安·丘认为，与暗能量不同，科学家们很可能有朝一日能切实观测到这种物质；
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3、重子哪里去了？重子是一种能构成特殊物质的颗粒，但出于某些原因，当研究人员把暗能量、暗物质相加并把其它归于重子时，研究者所得的结果竟不是100%；
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4、为什么恒星会爆炸？人们已经对有关恒星形成以及太阳系形成的许多过程有了初步认知，但科学家们承认，他们仍不能完全理解当一个恒星爆炸时其内部情况到底是怎样的，只知道爆炸后会形成超新星；
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5、是什么使宇宙再电离？自宇宙大爆炸后数十万年，电子被从原子上剥离，但目前尚不知这是为什么；
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6、各种能量充沛的宇宙射线的源头是什么？尽管地球的大气层能帮助我们抵挡住大多数宇宙射线，但我们每天仍会受到这些射线的“轰击”，科学家们至今无法就这些射线的源头达成共识；
7、为什么我们的太阳系如此独特？我们所在的太阳系是按照逻辑逐步形成的，还是误打误撞罢了？没人真正知晓。
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、为什么日冕那么热？专研太阳的科学家们始终想不明白。日冕是太阳的最外层部分，但其温度之高仍超乎想象。距离我们最近的这颗恒星所拥有的这层奇怪“分层”仍旧是个谜。
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