黑洞的性質,形成方式及歸宿

2020-11-23 騰訊網

首先是黑洞的形成。在我們的宇宙中由無數恆星,像我們的太陽就是其中之一。想要了解黑洞的形成,就要了解它的前身:恆星的形成

(萬有引力:一切物體對任何物體都有引力,其引力的大小取決於物體的質量和距離。也就是說質量越大,引力越大。這也解釋了為什麼我們站在地球上,為什麼地球繞著太陽轉。有質量的物體對自己本身也會有引力,當物體質量夠大,這個物體就會向自己的中心坍縮。)

在宇宙中,漂浮著很多「氣團」。由於萬有引力這些氣團漸漸地湊到一起當氣體夠多的時候(氫氣)因為向自身壓縮,這些氣體粒子就會不可避免地摩擦

(核聚變:例,氫粒子與氫粒子在一定的壓力和溫度下對撞,就會聚變成更重的氦粒子放出大量能量。而一個氦粒子的質量要小於兩個氫粒子的質量這丟失的質量,則根據著名的方程a=mv方 ~能量等於質量乘光速的平方 轉換成能量)(溫度越高,粒子運動速度越快)

由於他們的摩擦就產生了熱量,所以溫度升高,然而高溫時粒子運動的更快,摩擦碰撞就越激烈從而導致溫度更高。當溫度高到一定的程度就有了核聚變的條件。這樣恆星就進入了主序星階段,我們的太陽就在這一時期。

恆星的誕生,就講這麼多,接下來終於到黑洞了。

之前講過當引力夠大的時候物體會向自身中心坍縮,密度變大。巨大的恆星明顯符合這一條件。但它們為什麼沒有坍縮呢那是因為燃燒中的,或者聚變中的恆心產生巨大的熱量,劇烈運動中的粒子無法被壓縮的過「擠」自身引力與粒子運動速度產生了一種平衡,使其無法繼續被壓縮。但這種情況不會一直持續下去的。當氫全都劇變成氦的時候,恆星就無法繼續核聚變了,這一平衡被打破。因為自身引力的原因,就會繼續坍縮,這樣一來,豈不是被一直壓縮到無限小,不會的。因為粒子泡利不相容原理

(泡利不相容原理:又稱泡利原理、不相容原理,是微觀粒子運動的基本規律之一。它指出:在費米子組成的系統中,不能有兩個或兩個以上的粒子處於完全相同的狀態。在原子中完全確定一個電子的狀態需要四個量子數。PS:以上摘抄百度百科,大致意思是一種不讓粒子壓縮的過小的原理,就好像萬有引力是一種讓大質量物體坍縮的原理。至於費米子,就只要理解成除了光和暗物質的其它一切就行了。光粒子是玻色子)

而再次達到一個平衡,這時恆星就進入了中子星或白矮星的階段,這樣的恆星往往密度非常大一立方釐米800噸算輕的了。

但是還有一種情況那就是這顆恆星的質量大到連泡利不相容原理都無法讓它停止繼續坍縮,(有一個常數叫昌德拉塞卡極限,一個印度研究生的名字,他提出的。他意識到不相容原理所能提供的排斥力有一個極限,因為相對論把粒子最大速度限制為光速。這意味著當恆星變得足夠密集時排斥力還是會比引力小那麼這個剛好能打敗排斥力的質量就是昌德拉塞卡極限大概就是太陽質量的一倍半還大)

他就真的會坍縮到無限小,因為已經沒有原因讓其有理由停止坍縮了。這個無限小的點叫奇點。從某種意義上來說,你可以把它理解成黑洞。但黑洞可不止一個奇點。僅僅是一個奇點的話叫做裸奇點,但理論上來說,裸奇點是不存在的。因為他很快會躲到事件視界後面去

(事件視界:根據廣義相對論沒有物體的運動速度能超過光速,黑洞的引力之強,以至於光都無法逃出去但不太近的話,還是能出去的。如果光無法出去那就是事件視界之內,反之就是事件視界之外所以明顯事件視界不是真實存在的而是人構想出的一個代表著進去就無法出來的界限。。。)

包括事件視界的奇點就是黑洞。

先清幾個大家最常問的問題

太陽系在銀河系半人馬座阿爾法旋臂

離太陽系最近的星系是半人馬座阿爾法(恆星系統)兩者名字一樣,純屬偶然

離銀河系最近的星系是仙女座星系,254萬光年遠。

根據科學概率計算銀河系1000億到4000億星系及大量星雲,塵埃中有200個左右的外星文明至少。

還有一種黑洞叫太初黑洞並不是因為自身質量擠壓黑洞而是在宇宙大爆炸前期形成的由於外部壓力所致。

—— 分享新聞,還能獲得積分兌換好禮哦 ——

相關焦點

  • 宇宙的最終歸宿是什麼?黑洞?大撕裂?還有一種解釋令人恐懼!
    行星的歸宿取決於它所在星系的恆星,當恆星走到生命盡頭,變成一顆紅巨星時,離得較近的行星將會被吞噬,離得較遠的行星將變得異常寒冷,並脫離恆星的引力,在宇宙中「孤獨」地「流浪」。恆星的歸宿無非有三種,矮星,中子星和黑洞。
  • 黑洞形成的兩種方式,一種由恆星形成,另一種質量巨大與宇宙同齡
    黑洞按其形成方式可分為兩種,一種是宇宙形成時候產生的原初黑洞(原生黑洞),星系中心的大質量黑洞通常都是這樣形成的, 這類黑洞誕生於宇宙之初物質和能量的高密度區域,在宇宙形成的幾秒鐘時間內就出現了,所以說與宇宙同齡;另一種就是恆星級黑洞了,所謂「星球形成的黑洞」就是指的這種方式形成的黑洞。
  • 淺說黑洞:宇宙中的特殊天體黑洞是如何形成的?
    ,而後便形成了「黑洞」,黑洞的中心將趨向於一個奇點。然而,有少數支持相對論者仍然認為黑洞是一種天然便可形成的物理天體,到20世紀60年代末,他們已經說服了該領域的大多數研究人員,對於(黑洞)事件視界的形成是沒有任何障礙的。彭羅斯證明,一旦事件視界形成,沒有量子力學的廣義相對論就要求在其中必須形成一個奇點。
  • 黑洞與蟲洞性質與形成原理的簡單解釋,帶你初步了解黑洞與蟲洞
    黑洞通向哪裡?首先,讓我們從認識黑洞開始。黑洞形成於質量很大的恆星衰亡時。一個恆星有很大的質量,意味著它的內部受到了很大的引力作用。你在地球上受到的重力與這種引力作用相同,它使你不會漂浮在空氣中!藝術家對黑洞的印象。黑洞之所以被命名為黑洞,是因為如果給黑洞拍照,你將什麼也看不見。沒有光能夠逃離黑洞返回攝像機(畢竟,攝像機所做的就是記錄光)。你只會看到一張宇宙的圖片,在黑洞所在的地方有一個黑色的圓圈。
  • 什麼是黑洞?黑洞又是如何形成的?
    帶有特殊工具的太空望遠鏡可以幫助發現黑洞,專用工具可以看到非常靠近黑洞的恆星與其他恆星的行為方式不同。黑洞有多大?黑洞可以大也可以小。科學家認為,最小的黑洞只有一個原子大小。這些黑洞很小,但是引力依然很大。另一種黑洞稱為「星狀」,它的質量可能是太陽質量的20倍。
  • 從時空性質來看,黑洞與宇宙相似,宇宙會不會就是一個黑洞呢?
    黑洞按照質量的大小可以分為恆星級黑洞以及星系級黑洞,恆星級黑洞通常是由大質量的恆星在主序星階段結束之後坍縮而成的,黑洞的密度和質量決定了黑洞的引力強度,在黑洞的引力範圍之內,一切物質都會被其所吞噬。星系級黑洞通常誕生於宇宙形成之初。
  • 黑洞是怎麼形成的?
    今天我們共同說一個話題——黑洞是怎麼形成的?摘要:天體物理學家已經找到了直接形成黑洞的證據,這些黑洞不需要從恆星殘餘中出現。以這種方式形成的早期宇宙中的黑洞,可以為科學家提供在宇宙歷史的早期階段存在極大質量黑洞的形成原因!
  • 黑洞的形成與宇宙大爆發
    他們創建了一個模擬程序,作為黑洞計劃(BHI)的一部分,這是哈佛大學跨學科的努力,旨在促進對黑洞的理解。關鍵問題是黑洞是如何成長的?是通過吸積還是合併?看起來答案是「兩者都有」的。」「黑洞可以以兩種方式成長。」
  • 宇宙的歸宿是什麼?讓人震撼的星辰大海最後的結局會怎樣?
    宇宙作為人類目前所能界定的最大個體,科學家們認為它是由大爆炸從「無」誕生的,那它也會以某種方式走向死亡嗎?宇宙的最終歸宿將是何方?現代科學家們關於宇宙如何發展提出許多可能性,但是有兩種是可能性較高的:一種是宇宙會繼續膨脹下去,另一種是膨脹總會達到一定的極限,然後停止、最後逐漸收縮。
  • 1000億倍太陽質量的黑洞,會在周圍形成「暗物質環」?
    黑洞能有多大?目前科學家發現的黑洞,絕大多數都是太陽質量的數百萬倍至數十億倍的大小,已知最大的黑洞,大約是太陽質量的660億倍。然而這樣的黑洞就是極限嗎?然而到目前為止,科學家沒有發現任何一個黑洞到達1000億倍太陽質量,因此對於質量異常龐大的超級黑洞,或許存在特殊的不確定性。按照最流行的說法,在宇宙最初的階段,物質較為集中,短時間內就出現了原初黑洞。這些小黑洞快速吞噬周圍的物質,形成超大質量黑洞,進而成為星系的中心。
  • 黑洞的形成與吸引力波的作用效應
    近代,黑洞一詞在科學界已是一個熱門的話題。那麼,關於黑洞理論是由淮最先提出的呢?最早提出這個理論的是劍橋大學牧師約翰.米歇爾(J0hn MjcheIⅠ)在英國皇家學會的一次演講中推測了太陽引力對其輻射光線的影響。
  • 黑洞的最終歸宿是什麼?
    之前大家都以為黑洞就是只進不出的一個天體,這樣就會一直膨脹下去。其實黑洞也是有壽命的。小一些的黑洞,很短時間內就會湮滅掉。大一些的黑洞也會一直進行黑洞蒸發,也就說霍金輻射。據說黑洞蒸發和暗能量有關係。量子層面的真空漲落會產生正負暗能量粒子,處在黑洞視界之內的負粒子會湮滅黑洞的能量造成黑洞質量減少,同時會輻射出正粒子,這就是宏觀上的黑洞輻射。和任何物質都逃不出黑洞沒有矛盾,也不違反相對論。這樣由於霍金輻射造成的黑洞蒸發,會導致黑洞越來越小,最終會湮滅。而更大些的黑洞就會一直吞噬物質。
  • 黑洞噴流會影響星系中的恆星形成
    噴流會穿過一個氣體盤,在某個位置會驅使強風的形成,並與星際雲發生碰撞。歐洲南方天文臺甚大望遠鏡觀測數據顯示,這種強風會持續超過50萬年。IC5063星系的噴流,左邊星系中的電離原子氣體,藍色為射電輻射,右邊顯示了噴流引起的快風,紫色區域顯示了 > 10%的發射線來自強風中的氣體。
  • 黑洞三大未解之謎!黑洞吞噬的信息跑哪去了?至今沒有答案!
    黑洞,簡單地說,是一個密度趨於無限大,體積趨於無限小的神秘存在,如果把地球壓縮成黑洞,可能僅僅為一顆魚丸大小,我們知道地球的質量是5.965*10^24千克,想像一下這個龐大的數字,要全部擠壓到一顆小小的魚丸裡,其密度完全顛覆我們的思維!但是看了黑洞三大未解之謎後,或許你對黑洞了解能稍微增長,但是仍然只是黑洞的皮毛而已!霍金輻射真的存在嗎?或者說黑洞在蒸發嗎?
  • 黑洞如此可怕是如何形成的?霍金:用好了能造福人類
    天文學家根據其他兩顆恆星所受引力大小模擬出了黑洞的位置和軌跡(紅色軌跡)圖:什麼?你看不見它?你當然看不見它,因為它是黑洞。黑洞大多數由恆星演化而來,能否成為黑洞則取決於恆星的質量。我們的太陽是顆黃矮星,還不足以形成黑洞。
  • 知道白矮星、中子星和黑洞是怎麼形成的嗎?
    黑洞是大家都知道的一個很恐怖的天體,雖然黑洞的體積很小,它的直徑只有幾千米,但是引力非常大,它可以吸走靠近它的一切天體。甚至連光都不能逃脫,它漆黑無比,就連周圍的光芒也被掩蓋。我們完全不能去看清黑洞,更不了解黑洞上的任何情況。
  • 伽瑪射線作為一個黑洞形成可能「逆轉時間」
    8月13日發表在「天體物理學雜誌」上的一項新研究發現,這些伽馬射線爆發是時間反轉的,這意味著輝煌的光波以一種方式吐出,然後以相反的順序再次發出。研究人員表示他們不知道造成這些時間反轉的伽馬射線信號的原因是什麼,但是他們補充說,黑洞周圍的物理學是如此奇怪,以至於沒有任何東西可以排除。
  • 科學家探測到最大規模黑洞合併事件,或將改變黑洞形成理論
    經過一年多的研究,這個被稱為GW190521的奇怪信號使科學家相信,他們發現了迄今為止最大規模的黑洞合併事件,其形成的142倍太陽質量黑洞也是第一個被清晰探測到的中等質量黑洞(即質量為太陽質量100倍至1000倍的黑洞)。
  • 黑洞是如何形成的?
    科學家們一直都相信,當一顆大恆星死去後會產生很可怕的東西——黑洞。恆星在燃燒的時候會在其內部的內核中進行著核反應,由此產生向外的力來平衡向內的重力。當核聚變燃料耗盡時,向外的力便會消失,此時恆星內核開始坍縮。
  • 恆星最終的歸宿
    地球因為太陽而富有生機,人類每天都在接受太陽的恩澤,太陽創造了能量,創造了生命,對人類而言太陽的偉大不言而喻,每天清晨出生太陽火紅火紅的從東邊的地平線上冒出來,美麗壯觀,幸福的一天開始了,沉浸在幸福之中的我偶爾會手搭涼棚,抬頭看看這耀眼的大火球,「你是那樣的高高在上,聖神莊嚴,人的一生不過幾十秋,最終化為塵土,那你的最終歸宿又是什麼呢?