黑洞是怎麼形成的

2021-08-06 08:15:41 字數 4628 閱讀 3103

1樓:廣西師範大學出版社

黑洞的所謂「黑」,表明它不向外界發射和反射任何光線,因此人們無法看見它,它是「黑」的;所謂「洞」,是表明任何東西一進入它的邊界便休想再出去,所以它活像一個真正的「無底洞」。黑洞為什麼有這樣的特性?這是因為它有極其強大的引力場,以至於任何東西,包括光在內,都不能從中逃掉。

不僅如此,黑洞強大的引力場還足以摧垮其內部的一切物體,所以黑洞內部不具備任何型別的物質結構,這就是著名的「黑洞無常定理」。黑洞具有奇特的、令人難以想象的古怪性質。它的密度大得驚人,如果把太陽變成一個黑洞,它的半徑就要從現在的70萬千米「壓縮」到3千米左右,即縮小到二十三萬分之一;如果把我們的地球變成一個黑洞,那麼它的半徑就要從現在的6000多千米「壓縮」到僅幾毫米,相當於一顆小小的綠豆。

經過天文學家研究,對黑洞的**有3種看法:一是恆星在其晚年核燃料全部耗盡,星體在其自身引力作用下開始收縮凹陷,如果收留凹陷物質的質量大於太陽質量的3倍,那麼收縮凹陷的產物便是黑洞;二是星系或球狀星團的中心部分恆星很密集,星體之間容易發生大規模的碰撞,由此產生超大質量的天體坍縮後,便可以形成質量超過太陽1億倍的黑洞;三是根據大**的宇宙模型推斷,大**的巨大力量會把一些物質擠壓得極其緊密,於是形成了「原生黑洞」。

天文學家還列舉了許多星體軌道畸變的事實,以確認黑洞的存在。但是,儘管天文學家都認定黑洞的存在,但沒有一個人找到一個黑洞。因此,黑洞是否存在,至今還是個謎。

2樓:匿名使用者

基本特徵

2023年,物理學家約翰·a·惠勒首次使用了「黑洞」這個術語,這是一個空間和時間區域的名稱,它具有非常大的引力,即使是光量子,也不能「逃出」它的極限。它的大小是由引力半徑決定的,作用的邊界稱為事件視界。

形狀特徵

在理想狀態下,只要一個黑洞是孤立的,那麼它就是一個絕對黑暗的空間。黑洞到底是什麼,我們誰也不知道,只知道它們可能存在,但絕對是看不見它的。根據科學家們的探測,只有通過在事件視界區域的發光,才有可能確定它的存在。

出現這種情況有兩個原因:

(1)黑洞製造了一個瀰漫氣體塵埃雲的影象,裡面的密度在不斷增加。(2)通過黑洞附近的光量子,改變了它的軌跡。有時這種變形是如此巨大,以至於在它進入內部之前,光線在其周圍彎曲可達數次。

根據天文學家的說法,這顆恆星是有形狀的,它看起來就像一彎新月。這是因為面對觀察者的一方,由於特殊的空間原因,看起來總是比另一方更明亮。「新月」中間的黑圈就是一個黑洞。

出現黑洞

有兩種情況會導致黑洞的出現,即:a,壓縮一個大質量恆星;b,壓縮星系中心或其氣體。當然,還有一些假設,認為它們是在宇宙大**之後形成的,或者是在核反應中因出現大量能量所產生的。

黑洞型別

主要有幾種型別:超大質量的,通常位於星系的中心;初級的,假設它們在宇宙形成時,引力場和密度的均勻性會出現較大的偏差;量子–假設發生在核反應中,並且具有微觀的尺寸。

黑洞的生命並非永恆

根據s.霍金的假設,黑洞會逐漸「減輕體重」,最後只留下基本粒子。

有一個假設,黑洞有一個相反物體,即:白洞。根據理論,一個白洞會在短時間內出現並解體,釋放出能量和物質。

科學家們相信,通過這種方式建立了一個特定的「隧道」,並且藉助它,你可以移動很遠的距離。

黑洞是怎麼形成的

3樓:九月

黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程:某一個恆星在準備滅亡,核心在自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發生強力**。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,連中子間的排斥力也無法阻擋。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象的物質。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。

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。

4樓:匿名使用者

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量的作用下迅速地收縮,發生強力**。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球。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象的物質。

任何靠近它的物體都會被它吸進去,黑洞就變得像真空吸塵器一樣.

亦可以簡單理解: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,發生裂變、聚變。由於恆星質量很大,裂變與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。

由於裂變與聚變,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,氦原子也參與裂變與聚變,改變結構,生成鋰元素。如此類推,按照元素週期表的順序,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裂變或聚變,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,最終形成黑洞。

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絡——「黑洞」誕生了。

根據科學家計算,一個物體要有每秒種7.9公里的速度,就可以不被地球的引力拉回到地面,而在空中饒著地球轉圈子了.這個速度,叫第一宇宙速度.

如果要想完全擺脫地球引力的束縛,到別的行星上去,至少要有11.2km/s的速度,這個速度,叫第二宇宙速度.也可以叫逃脫速度.

這個結果是按照地球的質量和半徑的大小算出來的.就是說,一個物體要從地面上逃脫出去,起碼要有這麼大的速度。可是對於別的天體來說,從它們的表面上逃脫出去所需要的速度就不一定也是這麼大了。

一個天體的質量越是大,半徑越是小,要擺脫它的引力就越困難,從它上面逃脫所需要的速度也就越大.

按照這個道理,我們就可以這樣來想:可能有這麼一種天體,它的質量很大,而半徑又很小,使得從它上面逃脫的速度達到了光的速度那麼大。也就是說,這個天體的引力強極了,連每秒鐘三十萬公里的光都被它的引力拉住,跑不出來了。

既然這個天體的光跑不出來,我們然談就看不見它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的,任何物質運動的速度都不可能超過光速.既然光不能從這種天體上跑出來,當然任何別的物質也就休想跑出來.

一切東西只要被吸了進去,就不能再出來,就象掉進了無底洞,這樣一種天體,人們就把它叫做黑洞.

我們知道,太陽現在的半徑是七十萬公里。假如它變成一個黑洞,半徑就的大大縮小.縮到多少?

只能有三公里.地球就更可憐了,它現在半徑是六千多公里.假如變成黑洞,半徑就的縮小到只有幾毫米.

那裡會有這麼大的壓縮機,能把太陽 地球縮小的這麼!這簡直象《天方夜譚》裡的神話故事,黑洞這東西實在太離奇古怪了。但是,上面說的這些可不是憑空想象出來的,而是根據嚴格的科學理論的出來的.

原來,黑洞也是由晚年的恆星變成的,象質量比較小的恆星,到了晚年,會變成白矮星;質量比較大的會形成中子星.現在我們再加一句,質量更大的恆星,到了晚年,最後就會變成黑洞.所以,總結起來說,白矮星 中子星和黑洞,就是晚年恆星的三種變化結果.

現在,白矮星已經找到了,中子星也找到了,黑洞找到沒有?也應該找到的.主要因為黑洞是黑的,要找到它們實在是很困難。

特別是那些單個的黑洞,我們現在簡直毫無辦法。有一種情況下的黑洞比較有希望找到,那就是雙星裡的黑洞.

雙星就是兩顆互相饒著轉的恆星.雖然我們看不見黑洞,但卻能從那顆看的見的恆星的運動路線分析出來.這是什麼道理呢?

因為,雙星中的每一個星都是沿著橢圓形路線運動的,而單顆的恆星不是這樣運動。如果我們看到天空中有顆恆星在沿橢圓形路線運動,卻看不到它的'同伴',那就值得仔細研究了。我們可以把那顆星走的橢圓的大小,走完一圈用的時間,都測量出來.

有了這些,就可以算出來那個看不見的'同伴'的質量有多大。如果算出來質量很大,超過中子星能有的質量,那就可以進一步證明它是個黑洞了。

在天鵝星座,有一對雙星,名叫天鵝座x-1.這對雙星中,一顆是看的見的亮星,另一顆卻看不見.根據那可亮星的運動路線.

可以算出來它的'同伴'的質量很大,至少有太陽質量的五倍.這麼大的質量是任何中子星都不可能有的.當然,除這些以外還有別的證據。

所以,基本上可以肯定,天鵝座x-1中那個看不見的天體就是一個黑洞.這是人類找到的第一個黑洞。

另外,還發現有幾對雙星的特徵也跟天鵝座x-1很相似,它們裡面也有可能有黑洞。科學家正對它們作進一步的研究. 「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!

黑洞怎麼形成的,黑洞是怎麼形成的

黑洞就是一顆恆星在 爆發 後的殘骸至少比太陽大2倍時,黑洞就形成了。在恆星生命剩下的10 裡,它會逐漸變的更熱 就會釋放出更多的能量來 由於自身的質量過大,就會產生很大的引力來 因此恆星只有靠自身的核聚變來產生能量用來平衡它自身的引力。但是在自身的能量用完後,自身的引力就成主導的力量,又沒有什麼力與...

黑洞是如何形成的,黑洞是怎麼形成的?

黑洞的形成通常有三個途徑。一是宇宙早期的真空漲落造成密度的微小起伏 宇宙早期宇宙物質很緻密 其中密度稍大的區域可能會形成黑洞,這種黑洞的質量可能只相當於喜馬拉雅山 二是恆星質量量級的黑洞,一般由大質量恆星超新星爆發產生,當恆星的鐵核質量超過奧本海默極限時,任何力量都抗拒不了引力,一個黑洞就誕生了 三...

黑洞是怎樣形成的。黑洞是怎麼形成的

黑洞是由大質量的恆星 在25萬個太陽的質量以上 在體內的氫聚變完結了之後,開始塌縮,以聚變氦 慢慢的塌縮到一定的體積 而質量不變 在邊緣離質點足夠近時,就就會使自身發出的光達不到第二宇宙速度,從外面看就像是黑色。黑洞就是這樣形成的。它一般是由大的恆星衰老形成的。一顆大質量恆星燃料耗盡 產生時空塌縮。...