黑洞是如何形成的,黑洞怎样形成的?

发布于 2021-06-25 23:43:05

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admin 2021-06-25
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黑洞是如何形成的谢邀。

黑洞,英文black hole,因为在黑洞中,光都无法逃离,因此从外界无法观察黑洞,因此将其比作一个永远漆黑的洞。
黑洞的重要特点是,质量足够大,体积足够小,光也无法从黑洞中逃脱。

在宇宙中,恒星(天文学词汇) - 搜狗百科具有极大的质量,也会有超大的体积(如太阳),但是恒星也有生老病死,当恒星死亡时(这里的恒星是大质量恒星,质量是太阳的几倍到几十倍),因为恒星所能提供的压力不足以平衡引力(引力坍缩_百度百科),导致恒星迅速向内部塌陷,进而导致爆炸,释放大量能量(超新星爆炸)。

要形成黑洞,首先要保证恒星是大质量恒星。

大质量恒星在坍缩过程中,大量物质开始向中心汇聚,此时,再也无法依靠我们熟悉的力来维持平衡,此时,依靠的是粒子(电子等)之间的引力和斥力(此处我用了常见的词汇,但正确称呼应该是简并压力)来保持平衡。

伴随着坍缩过程的加剧,此时大量粒子被压缩在一起,此时引力变得越强,而斥力也渐渐无法对抗引力,此时,就相当于电池被完全挤压,正负极碰在了一起,发生了短路(电子和质子碰撞),一阵火花之后(爆炸),停电了(形成了中子,不带正负电荷)。

爆炸就对了

对于质量不是特别大的恒星,演变到这个过程就算是给它们的一生画上了句号。

但是如果质量特别大,仍然在向内挤压,这个时候,中子之间的斥力(中子简并压力)也无法对抗压缩了,这个时候,中子被挤压,变形,开始粉碎,成了目前我们所知道的最小物质,夸克。

如果再持续压缩下去(夸克可能会继续被压缩,但是目前人类所了解的最小组成物质就是夸克),那么就会出现质量不变的情况下,体积持续变小的情况。

最终,当体积坍缩到足够小时,黑洞诞生了。

太阳这么大的恒星,如果变成黑洞(当然,太阳的质量是不足以变成黑洞的),它大概只有一颗乒乓球那么大。

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下面是一段基于高中物理的简单推导,有兴趣的朋友可以看一看,没有兴趣的请忽略。

在经典的万有引力定律中,两个物体之间的引力按照如下公式计算:

对于一个围绕着地球运动的物体来说,这个物体如果要稳定的在某个轨道上运行,必须要保持相应的向心力。

这里的向心力转换为速度表示

那么可以看到,物体必须要保持v的速度,才能在距离地心为r的距离上运动。

对于一个物体,其距离中心位置为r的轨道上,其速度为

当m2足够大,且r足够小的时候,在距离中心位置为r的轨道上,物体要能够在该轨道上运转,需要的速度就达到了光速,伴随着r越小,那么所需要的速度就越大,而当v = c(光速)时,这个r指的就是史瓦西半径。

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