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黑洞是怎么形成的 黑洞是什么

[作者: 陆丕] 2019-04-12 09:45
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  黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体,北京时间2019年4月10日21时,人类首张黑洞照片面世。那么你知道黑洞是什么吗?黑洞是怎么形成的?下面让我们一起来看看吧!

  黑洞是怎么形成的

  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。黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小,热量无限大的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将聚集成一点,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。

  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一个真空解,这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。

黑洞是怎么形成的 黑洞是什么
黑洞是怎么形成的 黑洞是什么(图片来源:摄图网)

  认定黑洞的存在经过了科学史上漫长而曲折的过程,从18世纪提出的“暗星”,到广义相对论引力场方程的精确解,又经历对恒星演化过程的研究,到了20世纪90年代,人们才看到了黑洞存在的间接证据。

  目前公认的恒星级质量的黑洞是由大质量恒星自身坍缩而形成的。当恒星的核燃料耗尽,也就是恒星到达生命的尽头时,它们会膨胀,失去质量,然后冷却形成白矮星。但是这些炽热的天体中较大的,比如9到25倍太阳质量的恒星,它们会随着一场大爆炸——超新星爆发而坍缩成中子星。如果质量再大一些,25个以上的太阳质量,它们会进而演化成黑洞。当然,这些数字也不是绝对的,通常恒星质量级别的黑洞在3到100个太阳质量的区间。

  超新星爆发会将恒星的物质抛向太空,只留下核心。本来恒星可以通过自身的核聚变产生持续向外的推力,以平衡恒星自身质量向内的引力。但爆发后恒星的残骸不会再提供推力,但自身巨大的引力还在,就只能向内坍缩。当它持续坍缩,半径收缩到史瓦西半径时,黑洞就诞生了。现在科学家认为银河系中存在着成千上万个恒星质量级的黑洞,确认了20多个存在。

  黑洞是什么

  从某种意义上说,恒星类似于黑洞。两者都有一个非常小且非常密集的核心。但它们本质上仍然不同。恒星释放能量,传递到宇宙物质和周围的其他天体,让我们感知它的存在和运动。这种效应被认为是恒星的一部分,所以从我们观察的角度来看,恒星的体积非常大。但黑洞是不同的,除了一个小核心,我们几乎没有观察到它周围的物质。对它散发出的能量的理解仍然非常不足,所以在我们看来,黑洞很小。

  它就像一个火柴头,点燃之前看起来很小,但燃烧后它看起来很大。物体越亮,对我们的感觉就越大。例如,相机上的闪光灯原本只是一个小部件,但是当它闪耀时,我们可以在一定距离看到一个巨大的光团。如果我们不知道闪光灯的原貌,只看这个光团,那么我们肯定会认为它非常大。

  所以从这个角度来看,我们可以知道,虽然恒星发出的光非常明亮,但并不意味着它真的很大。黑洞虽然无法发出光亮,但并不意味着它很小,因为它们处于不同的运动状态,所以将具有不同的视觉效果。简而言之,一颗恒星是一个燃烧的黑洞,黑洞则是一颗熄灭的恒星。

  以上就是关于黑洞是怎么形成的 黑洞是什么的详细信息,希望能帮助到您。

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