一、黑洞的特征

分形幾何

黑洞

一個由美國、英國、意大利和奧地利科學家組成的國際研究團隊，根據先前的研究和通過超級計算機的模擬，發現黑洞、引力波和暗物質均具有分形幾何特征。有專家認為，這一重大發現將導致對天文學甚至物理學諸多不同領域的深刻認識。

黑洞是宇宙空間內存在的一種密度無限大、體積無限小的天體，所有的物理定理遇到黑洞都會失效；它是由質量足夠大的恒星在核聚變反應的燃料耗盡而“死亡”后，發生引力坍縮產生的。當黑洞“打嗝”時，就意味著有某個天體被黑洞“吞噬”，黑洞依靠吞噬落入其中物質“成長”；當黑洞“進食”大量物質時，就會有高速等離子噴流從黑洞邊緣逃逸而出。科學家利用流體動力學和引力相關理論并通過超級計算機進行模擬后得出結論——“進食”正在成長過程中的黑洞，將會使其形成分形表面。

“黑洞”一詞命名者、美國著名物理學家約翰·惠勒教授曾經說過：今后誰不熟悉分形幾何，誰就不能被稱為科學上的文化人。中國著名學者周海中教授曾經指出：分形幾何不僅展示了數學之美，也揭示了世界的本質，從而改變了人們理解自然奧秘的方式；可以說分形幾何是真正描述大自然的幾何學，對它的研究也極大地拓展了人類的認知疆域。可見，分形幾何有著極其重要的科學地位。

黑洞是宇宙中最神秘的自然現象。它為什么具有分形幾何特征，其原因現在還是一個謎。

儲存資料

幾十年來宇宙學家一直對黑洞會摧毀制造它的資料的問題所困擾。黑洞是由它的質量、能量、旋轉所定位。

假如是這樣那就無法知道最先是什么讓它產生的。另一方面量子力學說資料永遠會被保存，而且你可以用那些資料重建它的過去。

史蒂芬·霍金讓這問題加大，當他說黑洞會漏輻射。黑洞會漏輻射到摧毀自己，然后唯一可以知道它是由什么產生的只有在那些輻射的資料里面可以找到。

在2004年霍金說他錯了，而是否黑洞會儲存資料的辯論就從此沒有停止過。布法羅大學的博士生AnshulSaini說黑洞釋放出的輻射（也稱作霍金輻射）并不像霍金想的那么隨意。

Siani說要了解跑進洞里的資料，你不只需要看霍金輻射釋放出的粒子，你還需要看它們如何互應。這包括引力與粒子傳送光給對方的方式。他說“這些關聯一開始很小，但會隨著時間成長。”

Saini的監督者DejanStojkovic博士說“這些關聯在計算中時常被忽略因為它們很小被認為不會有很大的影響。我們的計算顯示這些關聯一開始很小，但隨著時間它會成長大到可以影響結果。”

許多物理學家們都做出了結論說黑洞里的資料一定會留下，所以可以讓我們回顧那些資料，但他們理論的基礎是用資料保存的廣義論。

霍金自己跟其他人想要展示一個觀察者如何可以得到那些資料的方法并沒有很大的說服力。

實際上要了解制造一個黑洞的成分幾乎是不可能的任務。任何觀察者都會需要收集照射到不同方向的粒子。

還需要收集讓這互動成型的介質像是光子和引力子。不過對于宇宙學家這可能性是小事，真正重要的是守恒律有被保存。

黑洞的存在部分地證實了它的預言。在宇宙中存在幾百萬個黑洞，它的存在總是需要起到一些作用的。如果要想徹底揭開黑洞之謎，還需時間，這也意味著給予有關人類終極命運的思索一個明確的答案。

二、黑洞的性質是什么？

黑洞中只有三個物理量還有意義：質量、電荷、角動量。 其他可以參考我的這個回答： 。

三、黑洞屬于暗物質嗎？為什么

暗物質和黑洞是不相同的！！

黑洞是質量巨大的恒星！

暗物質是我們無法看見的神秘物質！

“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個“大黑窟窿”，其實不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場是如此之強，就連光也不能逃脫出來。

根據廣義相對論，引力場將使時空彎曲。當恒星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什么影響，從恒星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小，它對周圍的時空彎曲作用就越大，朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。

等恒星的半徑小到一特定值（天文學上叫“史瓦西半徑”）時，就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時，恒星就變成了黑洞。說它“黑”，是指它就像宇宙中的無底洞，任何物質一旦掉進去，“似乎”就再不能逃出。實際上黑洞真正是“隱形”的，等一會兒我們會講到。

那么，黑洞是怎樣形成的呢？其實，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來的。

我們曾經比較詳細地介紹了白矮星和中子星形成的過程。當一顆恒星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料（氫），由中心產生的能量已經不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

質量小一些的恒星主要演化成白矮星，質量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據科學家的計算，中子星的總質量不能大于三倍太陽的質量。如果超過了這個值，那么將再沒有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發另一次大坍縮。

這次，根據科學家的猜想，物質將不可阻擋地向著中心點進軍，直至成為一個體積趨于零、密度趨向無限大的“點”。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(史瓦西半徑)，正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯系——“黑洞”誕生了。

與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術”，人們無法直接觀察到它，連科學家都只能對它內部結構提出各種猜想。那么，黑洞是怎么把自己隱藏起來的呢？答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線傳播的。這是一個最基本的常識。可是根據廣義相對論，空間會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖然仍然沿任意兩點間的最短距離傳播，但走的已經不是直線，而是曲線。形象地講，好像光本來是要走直線的，只不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。

在地球上，由于引力場作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著的恒星發出的光，雖然有一部分會落入黑洞中消失，可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。所以，我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術。

更有趣的是，有些恒星不僅是朝著地球發出的光能直接到達地球，它朝其它方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恒星的“臉”，還同時看到它的側面、甚至后背！

“黑洞”無疑是本世紀最具有挑戰性、也最讓人激動的天文學說之一。許多科學家正在為揭開它的神秘面紗而辛勤工作著，新的理論也不斷地提出。不過，這些當代天體物理學的最新成果不是在這里三言兩語能說清楚的。有興趣的朋友可以去參考專門的論著。