黑洞是如何形成的?

如题所述

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。

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。


扩展资料:

黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。

黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出和γ射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。

黑洞是宇宙中极为神秘的一种天体,宇宙黑洞的引力极大,使得视界内的逃逸速度大于光速,任何进入视界范围内的物体都将被黑洞吞噬,即使是光也无法逃脱。

因此,科学家给黑洞下的定义是:时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体。据介绍,黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小。

参考资料来源:百度百科-黑洞

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第1个回答  2022-01-07

黑洞本质上也是天体,因为黑洞有不同的类型,各类型的黑洞有不同的形成过程。以恒星级黑洞为例,说明一下黑洞的形成过程。

恒星级黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽后,发生引力坍缩产生的。

能够形成黑洞的恒星都是大质量恒星,都会先经历恒星主序星这一阶段。细分的话,这样的黑洞也会有两种形成方式,第一种就是大质量恒星快速结束其主序星阶段后形成的黑洞,这样的恒星的原始质量通常都会在30倍太阳质量以上,它们的内部进行着剧烈的核聚变反应,通常在数千万年甚至数百万年中就可以从氢元素聚变到铁元素,越大的恒星变成黑洞的时间越短。

当铁元素在恒星内部开始通过核聚变方式生成的时候,就意味着这颗恒星的主序星阶段结束了,因为铁元素的聚变并不是放能量,而是吸收能量,这会导致恒星内部向外、用于抵抗恒星自身重力的辐射压消失,那么恒星的重力(引力)造成的巨大压力就会在一瞬间挤压向中心地带,而此时恒星的中心是一个无法继续产生核聚变反应的呆滞的铁核。恒星物质在撞击到铁核时,在带给内核巨大动能的同时,这些物质会以与撞击速度几乎相同的速度反向冲出恒星,恒星就会发生无比剧照的内爆,这就是超新星爆发。

超新星爆发的时刻会生成大量的超重元素(比铁更重的元素),当中心的高温高压达到一定程度的时候,就连中子也会被压碎,整个恒星核会剧烈收缩,这一时刻就会形成黑洞了,这是宇宙中最常见的黑洞形成方式。

根据万有引力定律,半径越小,引力越强。黑洞收缩为点状,使其表面引力强大到连它周围的光都无法逃逸,所以称为“黑洞”。

在宇宙中,只有在超新星爆发后剩余恒星核质量大于3倍太阳质量(称为“奥本海默-沃尔科夫极限”)时,这个恒星才能最终演化为黑洞。对应的恒星质量约为7倍太阳质量。

第2个回答  2022-01-07
黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽死亡后,发生引力坍缩产生的。

1、黑洞的形成原因比较像中子星,是一个恒星快灭亡的时候发生爆炸,而核心中的物质被压缩成密实的形体,同时压缩了内部空间和时间就成为黑洞。黑洞是一个密度很大的物质, 不仅具有强大的引力,而且视界逃逸的速度大于光速。
2、黑洞的形成原因比较像中子星的产生过程,在一个恒星快要灭亡的时候发生爆炸时产生。恒星在宇宙中的重力作用下快速的进行收缩,然后发生爆炸,当核心中的所有物质被压缩成中子的时候,这时恒星的收缩也会立即停止。停止收缩的恒星被压成了一一个密实的星体,而核心中的物质也被压缩成了密实的形体,同时压缩了恒星内部空间和时间,于是就形成了黑洞。黑洞是一个高质量高密度的物质,它产生的力可以将任何靠近它的东西吸进去。
3、黑洞是一个密度很大的物质,是宇宙当中的一种自然形成的天体,它不仅具有强大的引力,而且视界逃逸的速度大于光速。黑洞是-种时空曲率可以让光都没有办法逃脱的天体,所以黑洞是黑色的,因为它将光吸了进去。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程,当某-个恒星准备灭亡时,其核心会在自身动的作用下迅速收缩、坍塌,甚至是发生强力爆炸。
第3个回答  2022-01-07
在恒星即将死亡时,根据其质量的差异会形成白矮星、中子星和黑洞,这三种物质是根据恒星从小到大的质量排列的。也就是说,并不是所有恒星死亡都会形成黑洞,而只有质量较大的恒星在死亡以后才会成为黑洞。而恒星的死亡就和它们的诞生一样,在它们自身的重力作用下会出现坍塌。在恒星诞生之时,这种坍塌的作用便形成了新的恒星,而在死亡时则成为了黑洞。

我们都知道,物质是由分子构成,而分子则是由原子构成,但原子也并不是最小的物质,在原子中还存在原子核,而原子核里又有一种物质叫做中子。是的,物质就是这样,像俄罗斯套娃一样层层叠叠,小的物质不断层叠形成大的物质,大的物质继续层叠形成新的物质。在恒星死亡后会不断的产生塌陷,但是这种塌陷要到什么程度下才会停止呢?就是当这个恒星的核心之中所存在的物质都变成中子以后,收缩塌陷才会停止。

也正是因为核心成为了如此小的物质,最后星体也变成了一个密度极高的天体。但是由于部分恒星质量极大,即使其核心成为了中子,这个压缩过程也还是无法停止,就像吃了炫迈一样。也因为这种持续的压缩,中子和中子之间的排斥力也并不能够让它停下来,所以中子最后也变成了粉末,而这个压缩的结果就是形成了一个密度特别特别高的物质,也就是我们所说的黑洞了。
第4个回答  2022-01-07
对于重子合成来说,最可信的假设是,随着超新星的以太压力下降,粒子根据压差形成。这看起来似乎是一个单一的壳层形成,但在APQS8有能量量子。在这个简单的模型中,这涉及到想象8x8的能量量子阵列,所以也许这是一个使用由原磁子组成的4D能量量子的复杂模型的可视化的情况,实际上更有意义。这样看来,就会有一种倾向,形成逐渐降低的量子态的连续壳层。然而,很快就会清楚以太正在以比这在实践中可以发生的更快的速度后退。因此,似乎只形成了PQS6 shell,而在很多情况下,这根本不会发生。
现在认为,在PQS6壳层的衰变过程中形成了9个无子中微子,随后PQS8壳层的衰变又形成了稳定的PQS4动能量子。这产生了足够4个概念壳层的能量量子,然后形成一个自由中子(624)。动能量子的四向分裂使双重子壳得以形成,而第三组重子壳则在内部形成一个单一的这样的壳。最后一组能量量子分裂填满电子壳层,完成自由中子,同时形成3个更多的介子中微子。这惊人地似乎是一个精确匹配对SN 1987 a,,情况会变得更糟,因为它似乎five-neutrino破裂勃朗峰检测到的液体闪烁体大约三小时前,是由于衰变PQS8壳从不稳定的PQS6外壳封装。因此,这3小时的引线将被证明是1a型超新星的特征。
目前,主流物理学将中微子与中子星形成过程中的电子捕获联系在一起。这看起来已经与这个模型相反了,因为假设中子是由正电子的丢失形成的,但在超新星爆发的过程中是逐渐形成的,而不是突然形成的。不幸的是,现代唯一被仔细观察到的超新星被认为是特殊的II型超新星。SN 1987A可能不完全符合这个模型,因为它不完全符合当时的现有理论。也没有留下任何可识别的中子星。这是第一次探测到中微子,这个数字非常低,只有25个,但仍然很重要。然而,实际的超新星被认为是一个蓝色巨星的祖先,这似乎不是一个典型的核塌超新星,这已经被替代模型为裂变事件。
这颗超新星属于IIb型,在光曲线上有一个典型的双峰。在核合成下,它被假定为IIb型实际上是1型和II型超新星的结合。这造成了一种两难的局面,因为它引出了一个不可避免的结论,即第一个峰值必然与中微子爆发有关。由于第二次爆炸的发光峰较缓慢,延迟了近三周,因此得出第二个峰一定是裂变反应的结论。这反过来又假设了一个预测,这是现有理论的一个非常鲜明的矛盾,它是1型超新星,产生强烈的中微子爆发,而不是中子星的增长,中子星在这个模型中假定是非常渐进的。当然,这形成了一个高度可测试的预测,如果得到验证,这对现有的堆芯坍塌模型无疑是一个沉重的打击。
似乎有一条通往第一类超新星的主要路径,它从宇宙边界的暗能量开始,形成具有以太量子态(APQS2)单一壳的类星体。在APQS1中负压波实际上产生了膨胀药壳。它们实际上比APQS1中的质子大16倍。它们被库仑力所吸引而不被排斥。它们会在接触时湮灭并形成自由动能,自发地结合成超大质量黑洞。看起来这些粒子与产生CMB的第2个负压波接触时,会转化成更高的量子态SMBH。本回答被网友采纳