黑洞的形成

2024-04-07 07:44

黑洞是怎样形成的,有什么物质构成?... 黑洞是怎样形成的,有什么物质构成? 展开
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理论上,黑洞有好几类。
恒星级黑洞是大质量恒星(6-7倍太阳质量以上)演化到末期时,通过超新星爆发、恒星核引力收缩形成的。当一颗大质量恒星演化到末期时,膨胀为一颗红巨星或红超巨星,其核心是铁,向外是层状排列的质量较轻的元素,直到最外层的氦和氢。当内部热核反应停止时,恒星用于抵抗引力收缩的向外的辐射压消失,恒星外层物质会在引力作用下向内坍缩,坍缩时的最高速度可以达到数万公里到十几万公里每秒。到达核心位置时,物质撞到一堵无比坚硬的墙(就是铁核),而被反弹回去,从而发生能够把整个恒星炸碎的内爆。这个过程叫“铁心灾变”。外层物质会以近乎光速的速度向外飞散,同时恒星核在撞击作用下再次向内收缩。如果此时恒星核剩余的质量大于1.44倍太阳质量,而且恒星核的半径达到史瓦西半径(r=2GM/c^2,r为史瓦西半径,G为引力常数,M是质量,c为光速),引力收缩将使核心压缩到一个密度无限高的点,用牛顿的话说,引力将强大到任何物质(包括光)都无法从中逃逸。用爱因斯坦的话说,时空几何向这个点极度弯曲并形成闭合空间。这时,这个恒星核的周围就会形成一个封闭空间,任何内部物质(包括光)都无法离开,外面的物质(包括光)也只能在它的引力下落入其中,仿佛是一个无底洞一样。这就是一个黑洞了。由此看出,黑洞的组成物质仍然是我们日常所见的物质,没有什么特别的。但由于物质收缩后了一个点,其中物质的存在形式就不知道了。因为在封闭空间以内,所有已知的物理定律统统失效。
除了恒星级黑洞,还有星系级黑洞和微型黑洞。
星系级黑洞是位于星系中央的巨型黑洞。是在星系形成时形成的。一般认为,是中央的巨型黑洞在维系着星系的稳定。
微型黑洞也叫量子黑洞,其大小(半径)相当于一个基本粒子,而质量有数亿到数十亿吨,象地球上的一座大山一样重。微型黑洞是在宇宙诞生的早期,物质密度极高时形成的。霍金说,微型黑洞有“量子蒸发”现象。会随着时间的推移而减少质量,最终会在一声巨大的爆炸中回归为能量而不复存在。不过量子蒸发过程极为缓慢,从宇宙诞生至今,还没有一个量子黑洞通过量子蒸发而毁灭。
大致就是这样。
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