黑洞是啥意思(黑洞的意思是什么?)

黑洞是啥意思(黑洞的意思是什么?)

什么是黑洞?

黑洞是一种存在于宇宙中的天体。 1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的真空解。这个解表明,如果大量物质集中在空间中的一个点,它的周围会出现一个奇怪的现象,即粒子周围有一个界面——一旦“事件视界”进入这个界面,甚至光无法逃脱。这个“不可思议的天体”被命名为“黑洞”。

黑洞是中心的一个奇点,密度无限大,时空曲率无限高,体积无限小,热量无限大,周围有一部分空旷的天空区域。内不可见。根据阿尔伯特·爱因斯坦的相对论,当一颗垂死的恒星坍缩时,它会聚集成一个点,成为一个黑洞,吞噬宇宙邻近区域的所有光和任何物质。

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程:某颗恒星即将灭亡,其核心在自身引力作用下迅速收缩,坍缩并剧烈爆炸.当核心中的物质全部变成中子时,收缩过程立即停止,被压缩成一颗致密的恒星,同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞的情况下,由于星核质量巨大,收缩过程无休止,即使是中子间的排斥力也无法阻止。中子本身在挤压引力本身的牵引下被粉碎,剩下的是一种密度大到难以想象的物质。由于大质量产生的引力,任何靠近它的物体都会被它吸进去。

也可以简单理解为:通常恒星一开始只含有氢,恒星内部的氢原子核一直相互碰撞,产生聚变。由于恒星质量大,聚变产生的能量与恒星的引力竞争,以维持恒星结构的稳定。由于氢核聚变,产生了一种新元素氦。然后,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂。以此类推,按照元素周期表的顺序,会依次形成铍、硼、碳、氮等,直到形成铁,恒星才会坍塌。这是因为铁元素相当稳定,参与聚变时释放的能量小于需要的能量,所以聚变停止,铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部没有足够的能量与之竞争大质量恒星的引力,从而引发恒星坍缩,最终形成黑洞。据说它是“黑色”的,因为它的引力阻止了它周围的光逃逸。和中子星一样,黑洞也是从质量比太阳大几十倍甚至几百倍的恒星演化而来的。

当恒星老化时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料,中心产生的能量也快用完了。这样一来,它就再也没有足够的力量来承受炮弹巨大的重量了。因此,在外壳的沉重压力下,核心开始坍缩,物质将不可阻挡地向中心点行进,最终形成体积接近无穷小、密度近乎无穷大的恒星。而一旦它的半径缩小到一定程度(必须小于史瓦西半径),质量造成的时空扭曲,连光都无法射出——“黑洞”就此诞生。

什么是黑洞?

黑洞是现代广义相对论中存在于宇宙中的一种天体。它只允许外部物质和辐射进入,不允许内部物质逃出其边界。

宇宙中的黑洞是什么?

黑洞也是自然界中的天体。但它是一种特殊的天体。

如果是恒星级黑洞,那么黑洞就是大质量恒星演化后期超新星爆炸迅速甩掉外层气体后发生引力坍缩的星核.

你知道第二宇宙的速度吗?是从行星表面出发,摆脱行星引力,前往外太空所需的速度。它也被称为逃逸速度或逃逸速度。地球的第二宇宙速度是11.2公里/秒。也就是说,从地球发射航天器,如果其速度达到或超过11.2/s,就可以摆脱地球引力,成为在太阳系中航行的航天器。

不同质量的行星有不同的出口速度。从万有引力定律可以看出,行星的质量越大,引力就越强,摆脱行星引力所需的速度就越高。同时,同样质量的行星,行星半径越小,密度越大,引力越强,表面分离速度也越高。例如,月球的质量、密度和半径都比地球小,逃逸速度只有2.4公里/秒,而太阳比地球大得多,所以太阳的逃逸速度为高达 617.7 公里/秒。

宇宙中所能达到的速度就是光速。早在17世纪,就有欧洲科学家提出,可以设想一颗质量足够大、引力足够强、半径足够小、密度足够高的行星,使其表面脱离速度达到光的速度。行星发出的光不能离开行星表面,走到行星外面;任何异物,包括光,都会被行星完全吸收,不会反射任何光。这一刻,无论这颗星球能发出多少光,都看不见——它是黑色的。

也就是说,按照牛顿力学的解释,黑洞是一种表面逃逸速度大于等于光速的天体。

用爱因斯坦的相对论来解释,因为质量可以使时空结构变形或扭曲,改变时空曲率。黑洞是一种天体,其时空曲率如此之大以至于它自身闭合,以至于任何进入的物质,包括光,都无法逃出它的事件视界。

最后一张图是牛顿对黑洞的解释,即引力可以使光线弯曲。下图是爱因斯坦对黑洞的解释,即黑洞是宇宙中时空弯曲自我封闭的区域。两幅图像中的光线之间存在一一对应关系。

恒星变成黑洞是有条件的。要形成黑洞,其原恒星质量必须不小于7个太阳质量,引力坍缩的恒星核心质量必须不小于3.4个太阳质量。

在演化的晚期,大质量恒星会变成红超巨星。当恒星内所有的核聚变原料都用完后,恒星内的核聚变反应停止,星核中充满铁元素,阻止恒星向外收缩的辐射压消失,恒星外的物质消失会急剧向内收缩,当撞击到中心的铁芯时,由于铁芯无法被压缩,这些物质就像撞到一堵极其坚硬的墙壁一样,会以几乎相同的速度被弹开,冲出恒星内部相反的方向,仿佛星辰发生了一场极其巨大的爆炸。这种现象被称为超新星爆炸。超新星爆炸会使恒星失去大部分质量,只剩下一小部分星核,在外层物质的冲击能量下不断收缩。此时,如果剩余恒星核心的质量大于太阳质量的3.2倍,就会在引力作用下坍缩成一个密度无穷大、尺度无穷小的点,称为奇点。由于它的半径为零,密度无穷大,它的引力足以吸引光。也就是说,它周围的时空已经围绕着自己弯曲,自我封闭,形成了一个叫做视界的区域。任何进入事件视界的物质和光都永远不会再离开,它自己发出的光也不能。这个区域变成了一个黑洞。

这是一个黑洞。

理论上,除了大质量恒星演化末期形成黑洞外,在大爆炸的极早期,物质刚刚形成时,因为物质密度太高,也有可能形成一些与基本粒子一样大的粒子,质量如山的非常小的黑洞称为量子黑洞。但是这样的黑洞还没有被发现。此外,在星系中心,同样由于物质密度极高,在星系形成时,也会在星系中心形成一个质量极大的黑洞。例如,在我们银河系的中心,有一个质量超过太阳质量400万倍的超大质量黑洞。大多数星系的中心都有这样一个黑洞。

什么是黑洞

黑洞(英文:black hole)是时空的一个区域,它表现出极强的引力,以至于没有粒子,甚至电磁辐射,如光,可遁。 .广义相对论预测,足够致密的质量可以扭曲时空,形成黑洞;不可能逃离该区域的边界称为事件视界。尽管事件视界对穿过它的物体的命运和状况有巨大影响,但对该区域的观察似乎未能发现任何迹象。 .在许多方面,黑洞就像一个理想的黑体,不反射光。此外,弯曲时空的量子场论预测,事件视界发出的霍金辐射,就像黑体的光谱一样,可以用来测量与质量成反比的温度。 .在恒星质量的黑洞中,这个温度达到数十亿 K,使它们基本上无法观察到。 .

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