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黑洞是如何形成的

發布時間: 2021-07-31 20:17:12

⑴ 黑洞是怎樣形成的

根據廣義相對論,引力場將使時空彎曲。當恆星的體積很大時,它的引力場對時空幾乎沒什麼影響,從恆星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恆星的半徑越小,它對周圍時空的彎曲作用就越大,朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恆星表面。等恆星的半徑小到一特定值,即天文學上的「史瓦西半徑」時,就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時,恆星就變成了黑洞。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。

黑洞形成模擬示意圖

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

當一顆恆星衰老時,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,直至昀後形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。

質量小一些的恆星主要演化成白矮星,質量比較大的恆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於3倍太陽的質量。如果超過了這個值,那麼將再也沒有什麼力能與自身重力相抗衡了,從而引發另一次大坍縮。

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於零、密度趨向無限大的「點」。而當它的半徑一旦收縮到一定程度,正像我們上面介紹的那樣,巨大的引力就使得光也無法向外射出,從而切斷了恆星與外界的一切聯系——黑洞誕生了。

⑵ 黑洞是如何形成的呢

黑洞對於我們來講只是語言上的了解,但是真正的它是怎麼形成的,我們卻一無所知。實際上他的形成說起來也是比較簡單的,就是一個恆星在快要爆炸的時候,他就受到了一個引力的擠壓,而後導致這個恆星迅速的縮小,而縮小到一定程度上就形成了這個黑洞。

黑洞是一個神秘的存在,黑洞最早的發現是在愛因斯坦的廣義相對論中發現的。後來的話,經科學家們一度的在研究才發現了黑洞這個東西需要實施真實存在的。並且的話發現黑洞所存在的空間和時間跟外界的星球的時間都是不一致的,他有自己的一套自然規律在裡面,但是具體被黑洞吸收之後會到哪裡,至今了人們無從探知。

⑶ 黑洞是如何產生的

黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程:恆星的核心在自身重力的作用下迅速地收縮,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,恆星被壓縮成一個密實的星體,同時也壓縮了內部的空間和時間。但在黑洞情況下,由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是一個密度高到難以想像的物質。由於高質量而產生的力量,使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。黑洞開始吞噬恆星的外殼,但黑洞並不能吞噬如此多的物質,黑洞會釋放一部分物質,射出兩道純能量——γ射線暴。

這也可以這樣簡單理解:通常恆星的最初只含氫元素,恆星內部的氫原子時刻相互碰撞,發生聚變。由於恆星質量很大,聚變產生的能量與恆星萬有引力抗衡,以維持恆星結構的穩定。

由於聚變,氫原子內部結構最終發生改變,破裂並組成新的元素——氦元素。接著,氦原子也參與聚變,改變結構,生成鋰元素。如此類推,按照元素周期表的順序,會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至鐵元素生成,該恆星便會坍塌。

這是由於鐵元素相當穩定,不能參與聚變,而鐵元素存在於恆星內部,導致恆星內部不具有足夠的能量與質量巨大的恆星的萬有引力抗衡,從而引發恆星坍塌,超新星爆炸。爆炸導致一些物質噴向宇宙空間,它們將不可阻擋地向著中心點進軍,直至成為一個體積無限小、密度趨向很大的星體。而當它的半徑一旦收縮到一定程度,質量導致的時空扭曲就使得即使光也無法向外射出——黑洞形成。

黑洞是由質量大於太陽質量好幾倍以上的恆星演化而來的。黑洞的表面叫視界,就是視線能觀測到的界限。裡面有一個奇點,它的體積無限小,引力無限大,質量無限大,能量無限大。當然這還只是理論,因為我們還觀測不到。

黑洞

⑷ 黑洞是如何形成的

黑洞(英語:black hole)是時空展現出引力的加速度極端強大,以至於沒有粒子,甚至電磁輻射,像是光都無法逃逸的區域。

廣義相對論預測,足夠緊密的質量可以扭曲時空,形成黑洞;不可能從該區域逃離的邊界稱為事件視界 (英語:event horizon)。雖然,事件視界對穿越它的物體的命運和情況有巨大影響,但對該地區的觀測似乎未能探測到任何特徵。在許多方面,黑洞就像一個理想的黑體,它不反光。

此外,彎曲時空中的量子場論預測,事件視界發出的霍金輻射,如同黑體的光譜一樣,可以用來測量與質量反比的溫度。在恆星質量的黑洞,這種溫度高達數十億K,因此基本上無法觀測。

當物體內部的壓強不足以抵抗自身的引力時,就會發生重力崩潰。對於恆星而言,通常是因為恆星內部的燃料太少,無法通過恆星核合成來維持溫度;或者因為本來穩定的恆星接受額外的物質,而未能提高其核心溫度來抗衡。在這兩種情況下,恆星內部的溫度都不夠高,以致不能阻止其在自身質量下坍塌。

恆星或許可以經由使物質的成分進入異常狀態,以簡並壓強來阻止坍塌。結果是形成各種類型的緻密星之一。會形成哪一種緻密星,取決於原始恆星的外層被吹走後留下的殘余物質的質量。這種爆炸和脈動形成行星狀星雲,殘余的質量可以遠低於原來的恆星。殘余質量超過5 M 的產物是由坍塌前超過20 M的恆星產生的。

如果殘余的質量超過3–4 M(奧本海默-沃爾科夫極限),若不是因為原始恆星質量很大,就是殘骸積累了額外的質量,以至於中子的簡並壓強也不足以阻止坍塌。現在還沒有已知的機制(或許除了誇克的簡並壓強,參見誇剋星)強大到足以阻止內爆,因此將不可避免地崩潰形成黑洞。

⑸ 黑洞是怎樣形成的

黑洞就是中心的一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小的奇點和周圍一部分空空如也的天區,這個天區范圍之內不可見。依據阿爾伯特-愛因斯坦的相對論,當一顆垂死恆星崩潰,它將聚集成一點,這里將成為黑洞,吞噬鄰近宇宙區域的所有光線和任何物質。
黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程:某一個恆星在准備滅亡,核心在自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個密實的星體,同時也壓縮了內部的空間和時間。但在黑洞情況下,由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是一個密度高到難以想像的物質。由於高質量而產生的引力,使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。
也可以簡單理解:通常恆星最初只含氫元素,恆星內部的氫原子核時刻相互碰撞,發生聚變。由於恆星質量很大,聚變產生的能量與恆星萬有引力抗衡,以維持恆星結構的穩定。由於氫原子核的聚變產生新的元素——氦元素,接著,氦原子也參與聚變,改變結構,生成鋰元素。如此類推,按照元素周期表的順序,會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成,直至鐵元素生成,該恆星便會坍塌。這是由於鐵元素相當穩定,參與聚變時不釋放能量,而鐵元素存在於恆星內部,導致恆星內部不具有足夠的能量與質量巨大的恆星的萬有引力抗衡,從而引發恆星坍塌,最終形成黑洞。說它「黑」,是因為它的密度無窮大,從而產生的引力使得它周圍的光都無法逃逸。跟中子星一樣,黑洞也是由質量大於太陽質量好幾十甚至幾百倍以上的恆星演化而來的。
當一顆恆星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料,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,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直到最後形成體積接近無限小、密度幾乎無限大的星體。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑),質量導致的時空扭曲就使得即使光也無法向外射出——「黑洞」就誕生了。

⑹ 黑洞是怎麼形成的

黑洞的形成跟白矮星和中子星一樣,黑洞很可能也是由質量大於太陽質量20倍的恆星演化而來的。當一顆恆星衰老時,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,直到最後形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。質量小一些的恆星主要演化成白矮星,質量比較大的恆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於三倍太陽的質量。如果超過了這個值,那麼將再沒有什麼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,直至成為一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑),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,從而切斷了恆星與外界的一切聯系——「黑洞」誕生了。除星體的終結可能產生黑洞外,還有一種特殊的黑洞——量子黑洞。這種黑洞很特殊,其史瓦西半徑很小很小,能達到十的負二十幾次方米,比一個原子還要小。與平常的黑洞不同,它並不是由很大質量的星體塌縮而形成的,而是原子塌縮而成的,因此只有一種條件下才會創造量子黑洞——大爆炸。在宇宙創生初期,巨大的溫度和壓力將單個原子或原子團壓縮成為許多量子黑洞。而這種黑洞幾乎是不可能觀測到或找到的,它目前只存在於理論中。詳細的解釋:
http://ke..com/view/863.htm

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