什么是黑洞?黑洞如何形成?
黑洞的大小。黑洞是一種引力極強的天體,就連光也不能逃脫。當恒星的史瓦西半徑小到一定程度時,就連垂直表面發射的光都無法逃逸了。這時恒星就變成了黑洞。說它“黑”,是指它就像宇宙中的無底洞,任何物質一旦掉進去,“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光無法逃逸,所以我們無法直接觀測到黑洞。然而,可以通過測量它對周圍天體的作用和影響來間接觀測或推測到它的存在。黑洞引申義為無法擺脫的境遇。2011年12月,天文學家首次觀測到黑洞“捕捉”星云的過程。
產生過程 黑洞[1-2]的產生過程類似于中子星的產生過程;恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個密實的星體,同時也壓縮了內部的空間和時間。但在黑洞[3]情況下,由于恒星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。由于高質量而產生的力量,使得 黑洞
任何靠近它的物體都會被它吸進去。黑洞開始吞噬恒星的外殼,但黑洞并不能吞噬如此多的物質,黑洞會釋放一部分物質,射出兩道純能量——伽馬射線。 也可以簡單理解:通常恒星的最初只含氫元素,恒星內部的氫原子時刻相互碰撞,發生聚變。由于恒星質量很大,聚變產生的能量與恒星萬有引力抗衡,以維持恒星結構的穩定。由于聚變,氫原子內部結構最終發生改變,破裂并組成新的元素——氦元素。接著,氦原子也參與聚變,改變結構,生成鋰元素。如此類推,按照元素周期表的順序,會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至鐵元素生成,該恒星便會坍塌。這是由于鐵元素相當穩定不能參與聚變,而鐵元素存在于恒星內部,導致恒星內部不具有足夠的能量與質量巨大的恒星的萬有引力抗衡,從而引發恒星坍塌,最終形成黑洞。說它“黑”,是指它就像宇宙中的無底洞,任何物質一旦掉進去,就再不能逃出。跟白矮星和中子星一樣,黑洞可能也是由質量大于太陽質量好幾倍以上的恒星演化而來的。 當一顆恒星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直到最后形成體積無限小、密度無限大的星體。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑),質量導致的時空扭曲就使得即使光也無法向外射出——“黑洞”誕生了。
黑洞認知
巨型黑洞
宇宙中大部分星系,包括我們居住的銀河系的中心都隱藏著一個超大質量黑洞。這些黑洞質量大小不一,大約100萬個太陽質量到大約100億個太陽質量。 天文學家們通過探測黑洞周圍吸積盤發出的強烈輻射推斷這些黑洞的存在。物質在受到強烈黑洞引力下落時,會在其周圍形成吸積盤盤旋下降,在這一過程中勢能迅速釋放,將物質加熱到極高的溫度,從而發出強烈輻射。黑洞通過吸積方式吞噬周圍物質,這可能就是它的成長方式。 這項最新的研究采用了全世界最先進的地基觀測設施,包括位于美國夏威夷莫納克亞山頂,海拔4000多米處的北雙子座望遠鏡,位于智利帕拉那山的南雙子座望遠鏡,以及位于美國新墨西哥州圣阿古斯丁平原上的甚大陣射電望遠鏡。
大質量黑洞的成長
觀測結果顯示,出現在宇宙年齡僅為12億年時的活躍黑洞,其質量要比稍后出現的大部分大質量黑洞質量小10倍。但是它們的成長速度非常快,因而現在它們的質量要比后者大得多。通過對這種成長速度的測算,研究人員可以估算出這些黑洞天體之前和之后的發展路徑。 該研究小組發現,那些最古老的黑洞,即那些在宇宙年齡僅為數億年時便開始進入全面成長期的黑洞,它們的質量僅為太陽的100到1000倍。研究人員認為這些黑洞的形成和演化可能和宇宙中最早的恒星有關。 天文學家們還注意到,在最初的12億年后,這些被觀測的黑洞天體的成長期僅僅持續了1億到兩億年。 這項研究是一個已持續7年的研究計劃的成果。特拉維夫大學主持的這項研究旨在追蹤研究宇宙中最大質量黑洞的演化,并觀察它們對宿主星系產生的影響。
已知最大的黑洞
美國加州大學伯克利分校華裔天文學家馬中佩帶領一個科研小組,最近發現了科學界迄今所知最大的兩個黑洞。它們分別位于NGC 3842和NGC 4889星系,屬銀河系的中心地帶,距離地球約2.7萬光年,每個質量約為太陽的100億倍。
簡單點就是黑洞就是恒星爆炸后坍塌,形成了密度極強的天體,這個天體由于密度太大造成引力極大,就是光都不能逃脫。
黑洞是什么,它怎樣形成,有什么特點
黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體。
黑洞的產生過程類似于中子星的產生過程:某一個恒星在準備滅亡,核心在自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個密實的星體,同時也壓縮了內部的空間和時間。
黑洞具有三個特點:黑暗,光子不能從它的內部發射出來,因此看不見它;發出輻射,黑洞 像一個熱物體那樣輻射,其溫度取決于黑洞的質量——質量越大,溫度越低;.引力大,任何物 質,包括光一旦落人黑洞,將永遠不會再出來。黑洞具有質量和電荷,它能夠對外界施加萬有 引力作用和電磁作用。物質被黑洞吸進而向黑洞下落時會發出引力輻射;如果被吸進的物質 是帶電的,還將產生電磁輻射。因此,黑洞將是引力輻射源和X射線源。
1.黑洞是什么 ? 2.它怎樣形成?
黑洞是恒星死亡而產生的(超新星爆發),是一種密度無限大的異常天體。
引力大到連光線都無法逃脫黑洞的引力
3.有什么特點?
黑洞最大的特點就是它的引力;光都無法逃脫。(現在發現:若有人掉進黑洞,可能不會死亡,有可能會進入平行世界或“永生”)
黑洞是如何形成的?
當一顆恒星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,直到最后形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。
質量小一些的恒星主要演化成白矮星,質量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據科學家的計算,中子星的總質量不能大于三倍太陽的質量。如果超過了這個值,那么將再沒有什么力能與自身重力相抗衡了,從而引發黑洞的誕生。
基本特征
1967年,物理學家約翰A惠勒首次使用了“黑洞”這個術語,這是一個空間和時間區域的名稱,它具有非常大的引力,即使是光量子,也不能“逃出”它的極限。它的大小是由引力半徑決定的,作用的邊界稱為事件視界。
形狀特征
在理想狀態下,只要一個黑洞是孤立的,那么它就是一個絕對黑暗的空間。黑洞到底是什么,我們誰也不知道,只知道它們可能存在,但絕對是看不見它的。根據科學家們的探測,只有通過在事件視界區域的發光,才有可能確定它的存在。出現這種情況有兩個原因:
(1)黑洞制造了一個彌漫氣體塵埃云的圖像,里面的密度在不斷增加。(2)通過黑洞附近的光量子,改變了它的軌跡。有時這種變形是如此巨大,以至于在它進入內部之前,光線在其周圍彎曲可達數次。
根據天文學家的說法,這顆恒星是有形狀的,它看起來就像一彎新月。這是因為面對觀察者的一方,由于特殊的空間原因,看起來總是比另一方更明亮?!靶略隆敝虚g的黑圈就是一個黑洞。
出現黑洞
有兩種情況會導致黑洞的出現,即:a,壓縮一個大質量恒星;b,壓縮星系中心或其氣體。當然,還有一些假設,認為它們是在宇宙大爆炸之后形成的,或者是在核反應中因出現大量能量所產生的。
黑洞類型
主要有幾種類型:超大質量的,通常位于星系的中心;初級的,假設它們在宇宙形成時,引力場和密度的均勻性會出現較大的偏差;量子假設發生在核反應中,并且具有微觀的尺寸。
黑洞的生命并非永恒
根據S.霍金的假設,黑洞會逐漸“減輕體重”,最后只留下基本粒子。
有一個假設,黑洞有一個相反物體,即:白洞。根據理論,一個白洞會在短時間內出現并解體,釋放出能量和物質??茖W家們相信,通過這種方式創建了一個特定的“隧道”,并且借助它,你可以移動很遠的距離。
結語
可以看出,對于黑洞的認識,我們只知道它可能存在,但是,它們在哪里?它們的里面是什么?目前還不清楚。
黑洞是質量達到一定數值的恒星達到壽命極限后,自身發生坍塌,怎么說呢,恒星是因為一團星云受到引力的作用,而不停聚集在一起,當因為引力作用,聚集的物質越來越多,內部壓力和溫度就不斷加大,其中心就發生了核聚變產生向外的輻射壓,這種向外的輻射壓和向內的引力達到平衡后就形成了恒星,當恒星內部的聚變停止的時候,恒星的壽命就停止了,這個時候因為恒星只有向內的引力存在,恒星就會發生坍塌,坍塌到內部的時候,因為強大的碰撞會產生一股強大的反作用力,然后形成爆炸,這就是超新星爆發,超新星爆發后會留下一個內核殘骸,這個殘骸根據本身質量的大小,有可能形成中子星,也有可能形成黑洞。黑洞就是這么形成的,經過超新星爆發噴發出來的物質又會形成新的物質,變成新的星球,就這么不停循環。全部手打,希望采納
黑洞是怎么形成的?
科學家認為,質量相當于太陽的黑洞是超新星爆發的結果,但是對于巨大黑
洞的起源,目前還沒有定論。巨大黑洞不能由小黑洞聚合而成,就沒有突然形成
中間質量黑洞的途徑了嗎?要存在這種可能關鍵之處在于是否能把具有太陽質量
100
萬倍的天體凝縮至0.01光年以下的空間。作為一種可能性,美國哈佛大學的
科學家提出了一種新的設想:在宇宙誕生之初由大質量的天體產生了中間質量的
黑洞??茖W家們把這個過程用計算機進行了模擬,結果顯示,在宇宙誕生30萬年
時,大質量天體中發生了電離,大小凝縮至0.01光年以下。此時,宇宙中澄澈無
比,光能夠通行無阻。由此產生的黑洞質量約為太陽的10萬倍到100
萬倍,基本
上是在與星系無關的空間形成的。
黑洞與星系遭遇,在力學的摩擦效應作用下,黑洞便落入星系的中心。如果
落入星系中心的黑洞一年間會附著一個太陽質量的物質的話,1
億年后就會擁有
1
億倍以上太陽質量,從而成為巨大黑洞。以類星體的能量來說,如此規模的質
量附著是必不可少的。但是這種模型也不能完全自圓其說??紤]到一般的宇宙模
型,以這種機理形成的黑洞的數目比星系的數目要少得多。因此,在理論上,形
成巨大黑洞的確切過程應當說仍未明了,所以具有中間質量、圍繞星系中心旋轉
的M82
星系黑洞,是非常耐人尋味的。關鍵問題在于求出M82
星系黑洞的準確質
量,并搞清其形成的過程。這些問題的解決對于揭開巨大黑洞之謎,具有決定性
的意義。
巨大黑洞的起源之謎直到今天仍包裹在重重迷霧之中。黑洞是如何越變越大
的,巨大黑洞與星系的誕生和演化又具有怎樣的關系,需要解釋的疑問還很多
黑洞是如何形成的呢?
恒星的終結就是黑洞的開始,黑洞就是在恒星本身能量消耗完后內核坍縮形成的漩渦,扭曲周圍時空之后形成黑洞。
恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個密實的星球。但在黑洞情況下,由于恒星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下的是一個密度高到難以想象的物質。任何靠近它的物體都會被它吸進去,黑洞就變得像真空吸塵器一樣。
一些恒星在燃燒完自己后,內部塌縮最終形成一個小點,并形成一個強大的漩渦扭曲周圍的空間形成黑洞。
一般認為黑洞的形成是恒星“死亡”的結果。這里的恒星指的是那些質量在地球三倍以上的恒星,當它燃燒殆盡的時候,它所能提供的壓力無法用來平衡自身的引力,從而引發引力坍縮,恒星將迅速向中心塌陷。當這顆恒星體積縮小到能夠讓自己的引力捕獲光的時候,黑洞就形成了。
黑洞介紹
黑洞是一種非常特殊的天體,它的引力大到光都無法逃逸。很多人從字面意思上去理解黑洞,以為它就是宇宙中的一個洞,其實并不是這樣。黑洞實際上的形狀可能和我們所居住的地球沒有太大的差別,但是由于黑洞能夠捕獲光的性質,導致我們觀測時就像看一個黑色的洞一樣。
黑洞概念的由來
公元1916年愛因斯坦正式提出廣義相對論,認為時間和空間是一起的。同年,德國科學家天文學家卡爾·史瓦西計算廣義相對論中的愛因斯坦場方程時得出了一個特殊解,這個特殊解表面存在一個范圍,一旦進入了這個范圍就連光也不能夠逃逸。這個特殊解所表明的天體被美國的科學家惠勒命名為“黑洞”。
第一張黑洞照片的拍攝
2019年4月10日21點,在全球六個不同的地方,天文學家們同時召開了全球新聞發布會,在新聞發布會上天文學家公布了事件視界望遠鏡對于黑洞的觀測結果,并公布了史上第一張黑洞照片。在此之前對于黑洞所有的描述都是來自于我們的想象之中,那些所謂的黑洞的圖片實際上都是藝術圖或者軟件模擬圖。為了拍攝這張照片,全球200多名科學家組成了一個團隊一同行動,在收集到足夠的黑洞的信息之后又花了將近兩年多時間才將這張黑洞照片制作出來。
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