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黑洞是如何形成的

发布时间: 2021-07-31 20:17:12

⑴ 黑洞是怎样形成的

根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围时空的弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。等恒星的半径小到一特定值,即天文学上的“史瓦西半径”时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,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。实际上黑洞真正是“隐形”的。

黑洞形成模拟示意图

那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。

当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料——氢,由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直至昀后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。

质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于3倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再也没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。

根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度,正像我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——黑洞诞生了。

⑵ 黑洞是如何形成的呢

黑洞对于我们来讲只是语言上的了解,但是真正的它是怎么形成的,我们却一无所知。实际上他的形成说起来也是比较简单的,就是一个恒星在快要爆炸的时候,他就受到了一个引力的挤压,而后导致这个恒星迅速的缩小,而缩小到一定程度上就形成了这个黑洞。

黑洞是一个神秘的存在,黑洞最早的发现是在爱因斯坦的广义相对论中发现的。后来的话,经科学家们一度的在研究才发现了黑洞这个东西需要实施真实存在的。并且的话发现黑洞所存在的空间和时间跟外界的星球的时间都是不一致的,他有自己的一套自然规律在里面,但是具体被黑洞吸收之后会到哪里,至今了人们无从探知。

⑶ 黑洞是如何产生的

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程:恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。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体,同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的力量,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳,但黑洞并不能吞噬如此多的物质,黑洞会释放一部分物质,射出两道纯能量——γ射线暴。

这也可以这样简单理解:通常恒星的最初只含氢元素,恒星内部的氢原子时刻相互碰撞,发生聚变。由于恒星质量很大,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。

由于聚变,氢原子内部结构最终发生改变,破裂并组成新的元素——氦元素。接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素。如此类推,按照元素周期表的顺序,会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至铁元素生成,该恒星便会坍塌。

这是由于铁元素相当稳定,不能参与聚变,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抗衡,从而引发恒星坍塌,超新星爆炸。爆炸导致一些物质喷向宇宙空间,它们将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积无限小、密度趋向很大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度,质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——黑洞形成。

黑洞是由质量大于太阳质量好几倍以上的恒星演化而来的。黑洞的表面叫视界,就是视线能观测到的界限。里面有一个奇点,它的体积无限小,引力无限大,质量无限大,能量无限大。当然这还只是理论,因为我们还观测不到。

黑洞

⑷ 黑洞是如何形成的

黑洞(英语:black hole)是时空展现出引力的加速度极端强大,以至于没有粒子,甚至电磁辐射,像是光都无法逃逸的区域。

广义相对论预测,足够紧密的质量可以扭曲时空,形成黑洞;不可能从该区域逃离的边界称为事件视界 (英语:event horizon)。虽然,事件视界对穿越它的物体的命运和情况有巨大影响,但对该地区的观测似乎未能探测到任何特征。在许多方面,黑洞就像一个理想的黑体,它不反光。

此外,弯曲时空中的量子场论预测,事件视界发出的霍金辐射,如同黑体的光谱一样,可以用来测量与质量反比的温度。在恒星质量的黑洞,这种温度高达数十亿K,因此基本上无法观测。

当物体内部的压强不足以抵抗自身的引力时,就会发生重力崩溃。对于恒星而言,通常是因为恒星内部的燃料太少,无法通过恒星核合成来维持温度;或者因为本来稳定的恒星接受额外的物质,而未能提高其核心温度来抗衡。在这两种情况下,恒星内部的温度都不够高,以致不能阻止其在自身质量下坍塌。

恒星或许可以经由使物质的成分进入异常状态,以简并压强来阻止坍塌。结果是形成各种类型的致密星之一。会形成哪一种致密星,取决于原始恒星的外层被吹走后留下的残余物质的质量。这种爆炸和脉动形成行星状星云,残余的质量可以远低于原来的恒星。残余质量超过5 M 的产物是由坍塌前超过20 M的恒星产生的。

如果残余的质量超过3–4 M(奥本海默-沃尔科夫极限),若不是因为原始恒星质量很大,就是残骸积累了额外的质量,以至于中子的简并压强也不足以阻止坍塌。现在还没有已知的机制(或许除了夸克的简并压强,参见夸克星)强大到足以阻止内爆,因此将不可避免地崩溃形成黑洞。

⑸ 黑洞是怎样形成的

黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将聚集成一点,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程:某一个恒星在准备灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
也可以简单理解:通常恒星最初只含氢元素,恒星内部的氢原子核时刻相互碰撞,发生聚变。由于恒星质量很大,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。由于氢原子核的聚变产生新的元素——氦元素,接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素。如此类推,按照元素周期表的顺序,会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成,直至铁元素生成,该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定,参与聚变时不释放能量,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抗衡,从而引发恒星坍塌,最终形成黑洞。说它“黑”,是因为它的密度无穷大,从而产生的引力使得它周围的光都无法逃逸。跟中子星一样,黑洞也是由质量大于太阳质量好几十甚至几百倍以上的恒星演化而来的。
当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料,由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。

⑹ 黑洞是怎么形成的

黑洞的形成跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由质量大于太阳质量20倍的恒星演化而来的。当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。除星体的终结可能产生黑洞外,还有一种特殊的黑洞——量子黑洞。这种黑洞很特殊,其史瓦西半径很小很小,能达到十的负二十几次方米,比一个原子还要小。与平常的黑洞不同,它并不是由很大质量的星体塌缩而形成的,而是原子塌缩而成的,因此只有一种条件下才会创造量子黑洞——大爆炸。在宇宙创生初期,巨大的温度和压力将单个原子或原子团压缩成为许多量子黑洞。而这种黑洞几乎是不可能观测到或找到的,它目前只存在于理论中。详细的解释:
http://ke..com/view/863.htm

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