什麼是黑洞?黑洞又是如何形成的?

2020-12-06 老程愛科普

黑洞是太空中引力太大甚至連光都無法射出的地方,引力是如此之大,因此物質被擠壓到一個很小的空間中。當恆星死亡時,就會發生這種情況。

因為沒有光可以射出,所以人們看不到黑洞。它們是不可見的。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。地球所處的銀河系星系中可能有許多恆星消亡後形成的黑洞。最大的黑洞稱為「超大質量」。這些黑洞的質量總計超過一百萬個太陽。科學家發現了一些證據,證明每個大星系的中心都有一個超大質量的黑洞。銀河系中心的超大質量黑洞被稱為人馬座A。它的質量等於約400萬個太陽,裡面可以裝得下數百萬個地球。

黑洞如何形成?

科學家認為,最小的黑洞在宇宙大爆炸時就已經形成了。當一顆非常大的恆星的坍縮時,就會形成恆星黑洞。發生這種情況時,會引起超新星爆發。超新星是一顆爆炸的恆星,它將恆星的一部分爆炸到太空中。科學家們認為,超大質量黑洞與它們所在的星系同時出現。

如果黑洞是看不見的,科學家如何知道它們在那裡?

看不見黑洞,因為強重力將所有光線拉到黑洞的中間。但是科學家們可以通過觀測強重力如何影響黑洞周圍的恆星和氣體來尋找黑洞的痕跡。科學家也可以研究恆星,以了解它們是繞黑洞飛行還是繞黑洞軌道運行。當黑洞和星星的距離比較近時,會發出高能量的光。人眼看不到這種光,但是科學家在太空中使用衛星以及望遠鏡觀察到這種高能光以確定黑洞的存在。

黑洞會毀滅地球嗎?

黑洞不會吞噬恆星,衛星和行星。地球也不會掉入黑洞,因為沒有離太陽系足夠近的黑洞。即使用質量與太陽相同的黑洞代替了太陽,地球也不會掉入其中,因為黑洞的重力與太陽相同,當地球和其他行星繞太陽公轉時,它們將繞黑洞公轉。太陽永遠不會變成黑洞,因為太陽還不夠大,無法形成黑洞。

相關焦點

  • 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。
  • 黑洞所形成的「時空閉環」,是如何讓物體「無法逃逸」黑洞的?
    前面2期文章中我重點講解了黑洞逃離的辦法、黑洞的起源、黑洞為什麼能夠使得時空閉環,但是我並沒有詳細講解黑洞是如何讓「時空」形成「閉環」的,所以這期文章將針對這個話題進行詳細說明。由於上一期我們詳細分析了逃逸速度問題得出一個結論:就算有物體可以超光速,速度超過黑洞的逃逸速度,其實我們仍然不能離開黑洞。因為黑洞把周圍的時空極度彎曲形成了「時空閉環」,所以你速度再快也沒用,更何況目前任何物體都無法超光速。這就好好比於一個人要去美國,他說自己可以擁有很快的速度,但是連路都沒有,你如何去呢?時空閉環就是「沒有路」的意思。
  • 揭秘宇宙黑洞的一生,恆星到底是如何演化,進而形成黑洞的!
    揭秘宇宙黑洞的一生,恆星到底是如何演化,進而形成黑洞的!關於黑洞來說,構成方式包括巨型恆星演化方式、黑洞兼併等等。那我們今天討論下晚期恆星是如何形成黑洞的。當物質與鐵核碰撞時,不僅給鐵核帶來強大的動能,而且使物質以內部爆炸的形式衝出恆星,形成超新星爆炸。這種持續的撞擊使得超新星爆炸持續一段時間。此外,當外部物質撞擊內部鐵核的動能輸入時,內部物質和鐵核被連續壓縮,體積減小,密度增加。根據引力定律,其引力變大。當引力如此之大,以至於自身發出的光被自身吸引而無法逃逸時,恆星的核心就變得不可見,這就是所謂的黑洞。
  • 黑洞是怎麼形成的?為什麼要研究黑洞?
    說到宇宙中最神秘的,很多人腦子裡應該都是黑洞的景象。之前,人類只知道宇宙中存在著行星、恆星、星系,而關於黑洞是什麼,人類是不知道的,自從在宇宙中發現黑洞的存在,人類就特別感興趣,當我們了解黑洞之後,就感覺黑洞是神秘而又吸引人的。那麼黑洞到底是什麼?
  • 淺說黑洞:宇宙中的特殊天體黑洞是如何形成的?
    黑洞是由臨界值以上的大質量恆星「死亡」後形成的一種特殊天體,根據理論,如果一顆恆星的核心質量大於等於3.2倍太陽質量時,那麼再也沒有什麼能量(斥力)可以抵抗自身的引力了,引力使恆星開始向中心無限的坍縮,而後便形成了「黑洞」,黑洞的中心將趨向於一個奇點。
  • 黑洞研究獲得諾貝爾獎(二)黑洞是如何形成的?
    這一回科普作者可輕鬆了,把前兩年關於黑洞的科普再拿出來發一遍就可以了。之前我做過N期關於黑洞的科普視頻和文章,我們再把它們一次發出來。本期內容為第二篇:黑洞是如何形成的?其實,黑洞是宇宙中物質演化的殘骸。星際物質由於萬有引力作用聚合在一起,就會形成恆星和行星。恆星演化末期,會形成紅巨星、紅超巨星,然後放出行星狀星雲或者超新星噴發。恆星剩餘部分按照質量的不同,就形成了白矮星、中子星和黑洞。我們知道,像太陽這樣可以發光發熱的星球稱為恆星。
  • 宇宙中黑洞到底是如何形成的?科學家正在電腦中模擬黑洞形成過程
    如果看過一些關於恆星形成的科技資料,都會知道恆星靠燃燒熱核燃料來維持生命,它燃燒熱核燃料時會產生較重的元素,而所有的能量就會釋放出來跟炸彈一樣,
  • 黑洞是如何形成的?原生黑洞和人造量子黑洞又是怎麼回事?
    通常認為,黑洞能夠吞噬一切事物,甚至包括速度每秒約30萬公裡的光。而正是由於黑洞這強大的引力,所以它才能夠在一個星系的中心去主導整個星系的運行。雖然迄今為止,我們只有一張黑洞的照片,但是我們知道在宇宙中,黑洞的數量何止千萬。它們有的大一些,有的小一些,而目前已知的最大黑洞,據說質量可以達到太陽的600多億倍以上,這個黑洞就是Ton618。
  • 黑洞是怎麼形成的?
    在茫茫宇宙中,存在著很多很多令人費解的「東西」,比如太陽是如何形成的?黑洞又是怎麼形成的?等等等等,宇宙之大超乎我們的想像,小編還記得在一部電影(黑衣人)中,電影的結尾彩蛋不知道大家有沒有看過?結尾中誇張的畫面出現了,一個「怪獸」把地球裝入了布袋中。
  • 超大質量黑洞是如何形成的
    約翰.懷茲,喬治理工學院的天文學家,同時他也是《自然天文學》研究的合著者,他認為這項研究的出現是這個領域向前發展的重要一步,因為吉田和他的合作者是第一個模擬出早期氣體運動對黑洞造成的影響。但是約翰教授說這個模擬並不影響他自己的理論。他說「我認為有足夠多的理論可以解釋超大質量的黑洞的形成,這只是其中一種方法而已,並且我認為它完全是有可能的。」
  • 你聽說過迷你黑洞嗎,黑洞是如何形成的?
    特大質量黑洞藝術概念圖黑洞結構的細節是根據愛因斯坦的廣義相對論計算得出的,黑洞具有極其強烈的重力宇宙體,任何東西,甚至光線都無法逃脫。通常是大質量恆星的死亡直至結束可以形成一個黑洞。當一顆質量足夠大的恆星的核心部分的熱核部分消耗殆盡之後,核心的不穩定導致中立向內塌陷,而恆星的外層就會分解,從四面八方落入,壓碎重量將垂死的星體壓縮到零體積和無限密度的點,從而形成黑洞。我們要知道,只有質量較大的恆星在其星球的終點才可能產生黑洞。而質量較小的恆星演變成壓縮較少的物體,無論是白矮星還是中子星。
  • 黑洞的形成與宇宙大爆發
    天文學中最緊迫的問題之一與黑洞有關。我們知道超新星爆炸時產生的大質量恆星會留下恆星質量的黑洞作為殘留物。天體物理學家理解這個過程。但是,像人馬座A星(Sgr A*)這樣位於銀河系中心的超大質量黑洞(SMBHs)又如何呢?
  • 黑洞的形成原理
    黑洞顧名思義是黑的!但它為什麼是黑的,可能很多人就不知道了。所以很有必要寫點東西來理解它。其實要解釋黑洞,首先要理解什麼是黑的。那什麼是黑的呢?其實黑的本質是不發光,甚至於不發熱。所以只要是有能量(發光發熱)的物體都會被能量比它低的物體吸熱。現在假設A物體擁有能量Ea,B物體擁有能量Eb。將A與B放在相隔不遠處。假設Ea>Eb。我們知道A、B都會向四周輻射能量。
  • 黑洞究竟是什麼?宇宙當中的黑洞又是如何運作的?
    什麼是黑洞?黑洞是一個空間區域,絕對沒有任何東西可以逃脫。這是由於極強的引力效應。他們是如此強大,以至於如果有東西到達那裡,它就再也無法回頭了。如果被吸,即使是光也無法逃脫。什麼是事件視界?當身體離黑洞很近以至於無法逃脫時,必須有明確的時刻。如果沒有這樣的觀點,那麼宇宙中的所有東西都會被吸入一個巨大的黑洞。因此,身體無法在避免黑洞引力的點被稱為事件視界。事件視界在不同的黑洞之間變化 - 取決於它們的質量和大小。在事件視界中,重力已經足夠強大以保持光線。她不允許他離開黑洞。與此同時,由於沒有什麼能比光更快地移動,所以其他一切都不斷被拉回來。
  • 黑洞裡面是什麼?宇宙中最大的黑洞超大質量形成之謎
    黑洞裡面是什麼?  黑洞裡面就是一個密度無限大、時空曲率無限高、熱量無限高、體積無限小的奇點和周圍一部分空空如也的天區,這個天區範圍之內不可見(第一張黑洞照片公布直播入口)。理論物理學家已經對黑洞內究竟發生了什麼探索良久,然而他們的結論可以說實在令人費解。儘管黑洞吞噬所有的物質並且將其碾作一團,它仍然是空空如也。
  • 宇宙大爆炸後第一個超大型黑洞是如何迅速形成的?
    很難解釋整個黑洞種群是如何持續如此高效地提供食物的。實際上,如果第一個類星體是由第三種群的黑洞種子發育而來,它們的進食速度將不得不超過愛丁頓速率。從理論上講,在密度大、氣體豐富的環境中,在特殊情況下超過這個速率是可能的,這些條件可能在早期宇宙中就存在,但它們不會是普遍存在的,而且是短暫的。
  • 原生黑洞是什麼?與普通黑洞有什麼差別?它們不是引力塌縮形成
    黑洞最為宇宙中的「大流氓」,不管看見啥都要吃,就像是傳說中的饕餮一樣,總是吃不飽。目前關於黑洞的形成,最廣為認同的觀點是來自於超大質量的恆星,在發生超新星爆發時,發生塌縮,達到了史瓦西半徑,並發生不可逆的進一步塌縮時形成。
  • 宇宙黑洞是如何形成的,科學家給出的解釋,讓人刮目相看
    宇宙黑洞是如何形成的,科學家給出的解釋,讓人刮目相看我們都知道宇宙中有很多神秘的天體,其中黑洞就是一個非常神秘的天體,黑洞最早的時候是愛因斯坦在相對論中提到的,不過當時人類的科技還是非常有限的,不知道黑洞到底是什麼,人類判斷黑洞只能夠通過周圍空間的變化來判斷,不過隨著人類科技的不斷進步和發展
  • 黑洞是什麼?如何給孩子介紹黑洞?
    今天我們就為大家分享普及一下~嚴格來講,黑洞並不是個「洞」,而是宇宙空間內存在的一種特殊天體。黑洞像個「無底洞」,會把周圍任何物質都吸進去,連光也無法逃脫。黑洞無法直接觀測,但能藉由吸積盤、噴流現象等間接方式得知其存在。
  • 什麼是黑洞? 諾貝爾獎為何聚焦黑洞研究?
    10月6日,英國人羅傑·彭羅斯、德國人賴因哈德·根策爾和美國人安德烈婭·蓋茲因在黑洞研究中做出的貢獻而被授予2020年諾貝爾物理學獎。黑洞是什麼?怎麼識別?阿根廷布宜諾斯艾利斯經濟新聞網盤點了上述問題。什麼是黑洞?理論認為,黑洞是恆星演化的最後階段,是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃逸的天體。