为什么会出现黑洞

Question

如题所述

Answer 1

黑洞产生之谜？

当一颗质量相当大的星体之核能耗尽(超新星爆发)后，残骸质量比太阳质量高3倍的恒星核心会演化成黑洞（若中子星有伴星，而中子星吸收足够伴星的物质，也能演化成黑洞)。在黑洞内，没有任何向外力能维持与重力平衡，因此，核心会一直塌缩下去，形成黑洞。

当物质掉进了事界，纵使以光速计算，也不能再走出来。

爱因斯坦以几何角度把黑洞解释为空间扭曲的洞，物质随空间而行，如果空间本身就是洞，是没有物质可逃出的。

黑洞分为四种：

恒星演化出来的黑洞、原始黑洞、重量级黑洞和研究中的中量级黑洞。

黑洞也有界限？

当一个黑洞形成后，所有物质都会向中心塌缩成一个非常细小的质点，称为奇点，黑洞的表面层称为「事件穹界」。

而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦半径。任何物质要从黑洞的史瓦半径跑到外面去，它的逃离速度便要大於光速。

但根据狭义相对论，光速是速度的极限，因此，一切物质到了事件穹界便扯向中心的奇点，永不能逃出来。

黑洞是看不见的吗？

黑洞是个因为重力太强以致连速度最快的光也无法脱离的天体。黑洞周围的时空也受到重力的影响而扭曲，产生了一个"事地平面"，任何物质只要被它吞噬就再也逃脱不出这范围，它的半径称为"重力半径"。由於连光也无法脱离，所以无法看到事象平面之内侧。

黑洞之发现？

於1990年4月27日，哈勃太空望远镜 Hubble Space Telescope的启用，为人类探索太空揭开了新的一页，虽然在制造时出了错误，使影像大打折扣，可是仍对天文学有莫大的贡献。

近来，人类对一直只是存在於理论范畴内的黑洞，已透过哈勃太空望远镜，有了进一步的证据。於仙女座大星系M31附近的M32发现了一个质量大於太阳三百万倍的黑洞。M32是在我们的银河系附近，距离地球2.3百万光年的星系。它是人类所知密度最高的星系，於直径只有一千光年的范围内（我们的银行河系直径约十万光年），包含了四百万颗星，中心和密度是我们的银河系100个一百万倍左右。假设你生活於M32中心的行星上，你会见到一个密布星光的夜光，光度比一百倍满月还要亮。科学家是由星星於该星系的活动，及其中心密度而推测的。此星系内之星星移动速度较其它一般星系每秒快了100公里。

Answer 2

黑洞是由德国数学家卡尔·史瓦西首次计算出来的，在黑洞周围任何东西无论是信号、光还是物质都无法逃逸，时空在这里成为了一个无底洞，这么一个看不到摸不到也探测不到的地方就叫黑洞。

Answer 3

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，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球，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，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。由于高密度而产生的力量，使得 黑洞任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳，但黑洞并不能吞噬如此多的物质，黑洞会释放一部分物质，射出两道纯能量——伽马射线暴。
　　也可以简单理解：通常恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，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。由于聚变，氢原子内部结构最终发生改变，破裂并组成新的元素——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不能参与聚变，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”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，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球
　　跟白矮星和中子星一样，黑洞可能也是由质量大于太阳质量100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（氢），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，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。
　　物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积很小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。

Answer 4

一个恒星有两种结束自己生命的方式,一是变成黑洞,二是变成白矮星.像那种质量较大的恒星,它的生命结束是非常惨烈的.先是变成中子星,然后才能成为黑洞.当中子星所有的能量都用完之后,也就是最后一样元素-----铁元素诞生后,核心的物质空无一片,也就是突然消失,内部顶不住外部的巨大重力,于是所有的物质开始塌缩,以至于达到引力半径-----施瓦西球面.所谓引力半径,也就是指一个恒星的引力极限半径.当达到这个距离时,恒星的质量会达到无限之大,引力会让光也在劫难逃-----黑洞形成了.不过,引力半径其实很小,只有引力大的恒星才能达到这个距离.像太阳,它的引力半径只有3公里.可以想象,太阳只能变成白矮星,而不是黑洞.另外,铁元素产生在恒星内时,由于铁元素是一种比较稳定的元素,因此它的存在只会造成核心的能量的进一步消磨.这也是形成黑洞必不可少的一项重要环节.
当然,黑洞不至于一直塌缩,它自身在达到一个平衡点之后回停止收缩,不过它是不可能小于引力半径这个范围内,否则它将违背爱因斯坦相对论:当它小于引力半径的时候,其速度将大于光速.但爱因斯坦相对论里明确说明,光是极限参考系,是最快的了.但是黑洞的引力却能使光乖乖呆在它的肚子里.
呵呵,又想到一种奇特的黑洞,形成的方式也比较有趣~~~
假设有一对双星,它们的质量都非同小可,都有具备成为黑洞的质量.那么,如果它们同时变成黑洞会怎样呢?这里牵涉到引力波辐射------霍金辐射原理.大家都知道,黑洞是一个大胃王,基本上每天都要吞噬上千亿吨物质.但是,根据霍金的猜测,黑洞的辐射是存在的,它会因这些辐射而慢慢消失自己的能量,直到自己消失为止.黑洞就会因这些辐射而相互靠近,最后变成一个黑洞.值得注意的是,黑洞不会因自己的引力而相互靠近,因为上面我介绍时说过,黑洞形成时要达到引力半径,但是一般来说黑洞是不会完全达到引力半径的.它所收缩的平衡点一般要比引力半径的范围大一点.而只有物体进入引力半径范围,才能被黑洞捕获.因此,两个黑洞总有一部分到达不了引力半径(除非有一个很小很小,不过比较罕见),因此是跟引力无关的.另外,由于是"双黑洞",因此它们之间的引力会变成向心力,从而使两个黑洞互相旋转.在转动时产生的能量也会产生辐射,也会使两者互相吸引.

Answer 5

黑洞是一种自然现象是自然形成的