引力會引起恆星坍塌成黑洞,為何引力那麼強?

2020-12-05 艾伯史密斯

四種基本力當中,引力是最弱的,但是引力有兩個非常大的特點,一是只有吸引作用,沒有排斥作用,二是作用距離無限遠;於是重力就可以無限疊加,從而超過其他三種作用力的整體效果。

我們知道,一個天體的引力強到一定程度後,就會塌縮成一顆黑洞,連光也無法逃離黑洞的引力;大質量恆星在演化末期,由於核聚變反應的減弱,引力會佔據主導作用,然後使恆星塌縮,就有可能在內部形成一顆黑洞。

在自然界中,人類發現的有四種基本相互作用,分別是強力、弱力、電磁力和引力,其中引力的強度是最弱的,比電磁力弱上10^36倍;比如磁鐵對一塊鐵的吸引力,就能超過整個地球對磁鐵的萬有引力作用。

電磁力的作用範圍也是無限的,但是電磁力存在吸引力的同時,也存在排斥力,大量正負電荷混在一起,整體就不再顯電性,電磁力的合力也就抵消了。強力和弱力只在非常小的尺度範圍內起作用,對宏觀世界沒有直接影響。

恆星在主序星時期,利用核聚變方式釋放大量能量,這股能量可以和恆星自身的引力相抗衡,從而達到一種動態平衡;一旦恆星的核聚變燃料消耗殆盡,核聚變反應大大減弱時,引力就會逐步佔據主導。

然後在某一時刻,引力徹底引起恆星內核塌縮,隨即發生反彈,以超新星的形式結束「生命」;最後就有可能留下一顆中子星或者黑洞,此時引力成為主導,再也沒有任何力量能和引力抗衡。

原子也將被黑洞的引力壓碎,至於黑洞的物質形態,目前還是一個謎團;廣義相對論描述,黑洞奇點的體積無窮小,密度無窮大,時間和空間在這裡無限摺疊,一切靠近黑洞的物體,都將被吸入奇點。

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  • 黑洞引力強大 恆星被它拉成一根「麵條」
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  • 不是所有的恆星都會演化成黑洞,但所有的黑洞終將會消失
    為什麼一些恆星終將演化成黑洞? 這是恆星的引力與內壓力所決定的。兩種力相互對立,恆星的引力作用於恆星表面物質,使物質有內陷的趨勢。同時,恆星的內壓力在恆星表面產生向外的力,使物質有向外擴張的趨勢。
  • 引力是四種基本力中最弱的,為何是它引起坍縮產生黑洞?
    電磁力這麼厲害,然而我們能站在地球上,靠的卻是引力。這是因為電磁力比引力多了一個特點,就是有吸引力和排斥力之分——同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。這個特點造成了電磁力很容易就被抵消掉。引力與電磁力共同影響宏觀世界,但是引力的強度比另外三種都要弱。正如前面的例子所提到的,1公斤氫原子當中蘊含的電磁力就堪比地球對月球產生的引力。不過這也是一件值得慶幸的事,假如引力的作用像電磁力那麼強,那麼整個宇宙就應該是一個大黑洞,而不是像今天這樣繁星璀璨。
  • 引力為什麼要以光速傳播?那它為何能逃離黑洞?
    引力為何能逃離黑洞?關於質量/能量物體是如何影響時空的。通常我們會看到二維平面的表示,比如地球周圍的空間,就像上圖那樣。或者我們也會看到這樣的解釋,引力就像一個保齡球放在一塊橡膠薄板上,較重的物體在薄板上會造成較深的凹痕。
  • 四種作用力中引力最弱,為何能坍縮出黑洞這樣的極端天體?
    其中強力將不同色荷的夸克通過傳遞膠子的方式結合在一起形成質子和中子,而質子和中子也是通過強力結合成原子核的,弱力通過控制釋放W、Z玻色子來控制粒子的衰變。通過對四種基本力的了解,其實我們可以看出引力雖弱,但是其他的力也不會影響引力的作用方式,換句話數,強力它在怎麼強也不會去幹擾引力對微觀和宏觀世界的控制。
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    一直以來,大家對於黑洞的解釋都有很多種,但是有一點是相同的:任何東西都無法超越黑洞的引力,即使是最快的光速也不行。可是有沒有人設想過一個問題:如果重力是由黑洞所發出的,那麼會有什麼不一樣嗎?但是就上述的問題,數學可能給出的答案是:沒有東西可以逃掉,而且引力也不會發生持續的程度。
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    黑洞通常被描述為一個奇點,所有的質量都在這個奇點之上。它還被「事件視界」所包圍,事件視界剛好是可以光速可以逃逸的臨界點。很多人可能都有一個疑問,既然連光都無法逃脫出黑洞,那麼黑洞碰撞產生的引力波是逃逸的?
  • 引力是如何產生的,人類能夠解釋引力嗎?
    引力其實是一個非常神秘的基本力,因為引力實在是太小了,我們每天從桌子上拿起手機,就能夠輕輕鬆鬆對抗整個地球產生的引力。而引力也是當今物理學非常難以統一的力,量子力學甚至到現在都無法解釋引力為何存在。
  • 萬有引力並不強,為什麼能夠將恆星壓縮成中子星、黑洞?
    人受到的重力作用,就是由萬有引力引起的;地球、太陽等就是大量的物質由於萬有引力聚集在一起形成的。萬有引力是與距離的平方成反比,距離比較大時可能會覺得這個力比較小。當距離逐漸減小時,萬有引力會按平方規律急劇增加。尤其是到了微觀領域,距離變為原來的十億分之一後,按照平方反比定律,萬有引力會變為原來的十億的平方倍,這是比較恐怖的。
  • 引力是如何產生的人類能夠解釋引力嗎
    引力其實是一個非常神秘的基本力,因為引力實在是太小了,我們每天從桌子上拿起手機,就能夠輕輕鬆鬆對抗整個地球產生的引力。  而引力也是當今物理學非常難以統一的力,量子力學甚至到現在都無法解釋引力為何存在。
  • 光都無法逃脫黑洞,那麼,科學家又是如何給黑洞拍照的呢?
    用x射線進行了進一步觀察,發現這顆藍巨星有許多不尋常之處,經過許多年的研究,最終證明這就是一個黑洞。黑洞是如何產生的?宇宙中有很多恆星,這些恆星壽命並非無限的,他們也會有一個終結。恆星在最初只含有氫元素,氫元素發生核聚變來釋放能量,同時,這種能量能與萬有引力抗衡,維持恆星的穩定,氫元素核聚變產生氦元素,氦元素聚變產生鋰元素,依此類推,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。由於鐵元素的穩定性,核聚變停止,也不產生能量,無法與恆星的萬有引力抗衡,恆星就開始坍塌。
  • NASA公布電腦模擬黑洞圖像 引力強大致恆星「照鏡子」
    據英國《每日郵報》12月9日報導,美國國家航空航天局(NASA)最近利用計算機模擬了一幅黑洞的正面觀測圖。圖像顯示,由於光線受到黑洞強大引力的影響,黑洞附近的恆星竟會在黑洞兩側呈現出兩個對稱的影像。NASA用計算機模擬的黑洞圖像黑洞是一種吸引力極強的天體
  • 光子和引力作用規律與黑洞的形成
    史瓦西的精確解導出所謂的史瓦西半徑,也就是一個不旋轉且不帶電的黑洞大小,在這個黑洞半徑內,任何東西都無法逃脫,包括光。這種&34;被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為&34;。當代物理學認為&39;視界&34;邊緣訊息",可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行軌跡取得位置以及質量。
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    軌道異常來自原初黑洞?原初黑洞是一種假想中的黑洞,它們並非由恆星坍塌而成,而是宇宙暴漲時期,物質密度「超標「的產物,因而在理論上,原初黑洞的質量可以小到若干個地球質量的水平。,那麼TNO的軌道異常,以及此前觀測到的額外微引力透鏡現象,就都能得到合理的解釋。