为什么会有黑洞 形成过程是什么

2022-12-06 00:49:47 发布:网友投稿 作者:网友投稿
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  黑洞是一种引力极强的天体,就连光也不能逃脱,为什么会形成黑洞呢?黑洞到底是什么?下面是小编为大家整理的黑洞的形成过程,希望你会喜欢!

  黑洞的形成过程

  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,热量无限大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,连中子间的排斥力也无法阻挡。 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。 [5]

  也可以简单理解为: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,参与聚变时释放的能量小于所需能量,因而聚变停止,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。

  黑洞是什么

  黑洞是一类诡异之地,在这里我们所熟知的物理定律不再有效。 爱因斯坦指出,黑洞的引力会弯曲时空,造成时空本身发生扭曲。 因此如果有一个密度足够高的物体, 时空将发生严重扭曲,以至于在这个物体周围的现实时空之中形成一个类似凹陷的区域,这就是黑洞。 当一颗大质量恒星耗尽其燃料之后发生爆炸塌缩,这一过程将 足以产生这样奇异的超级致密天体。 当超大质量恒星的死亡核心在自身质量作用下不断收缩,它周围的时空随之扭曲。 它的引力开始变得如此之强,以至于光线也无法逃离它的掌控:在这颗恒星原先所在的位置上,一个新的黑洞出现了。

  黑洞最外层的是它的事件边界,也就是光线恰好开始无法逃离的引力范围边界。 在这一区域之外,光线还可以逃离,而一旦越过这一边界,任何逃离的努力都将是徒劳 的。 事件边界蕴含着巨大的能量。 此处的量子效应会产生强大的高温粒子流并向外辐射,这就是所谓的“霍金辐射”。 这是以英国著名天体物理学家霍金教授的名字 命名的,因为是他最先预言了这种辐射效应的存在。 只要给予足够的时间,这种霍金辐射将最终耗尽黑洞的所有质量并导致黑洞的最终消亡。

  随着你逐渐深入黑洞,时空变得更加扭曲,直到抵达黑洞的核心——在这里,时空的扭曲达到无限程度,这就是“奇点”。 在这里空间和时间不再有意义,我们所熟知的,基于时间与空间概念的物理学定律也将全部失效。

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