什么是黑洞(宇宙空间内存在的一种天体)

2023-05-12 生活知识 4万阅读 投稿:兰花豆儿

01.黑洞是一种存在于宇宙中的星体,1916年,德国科学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的真空解。这种解释表明,如果大量物质集中在空间上,周围会出现奇怪的情况,即质点周围有一个页面——“视野”一旦进入此页面,即使光也挣脱不了。这类“不可思议的星体”被命名为“黑洞”。

什么是黑洞(宇宙空间内存在的一种天体)

黑洞是中心密度高、时空曲率高、体积小、热量大的奇点和周围一些空的天区,在这个天区内是看不见的。根据阿尔伯特·爱因斯坦的相对论,当一颗垂死的行星崩溃时,它会聚集成一个小点,变成一个黑洞,吞噬相邻宇宙区域的所有光源和任何物质。

黑洞的形成过程类似于中子星的形成过程:当一颗行星开始灭亡时,关键是在自身重力的作用下迅速收缩、坍塌和爆炸。当关键物质全部变成中子时,收缩过程立即停止,转化为密集的星体,也压缩了内部时间和空间。但在黑洞的前提下,由于恒星核心的质量如此之大,以至于收缩过程无休止地进行,甚至中子之间的排斥力也无法阻止。在挤压引力本身的吸引下,中子本身被碾成粉末,剩下的是一种密度大到难以想象的物质。高质量引起的引力促使任何靠近它的物体被它吸入。

什么是黑洞(宇宙空间内存在的一种天体)

它也可以简单地解释为:一般行星最初只含有氢元素,恒星内部的氢原子核总是相互碰撞和聚变。由于恒星质量大,聚变产生能量与行星万有引力抗衡,以保持行星结构的稳定性。由于氢原子核的聚变形成了新的元素——氦元素,随后,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素。以此类推,按照元素周期表的顺序,会产生铍、硼、碳、氮,直到铁产生,行星才会塌陷。这是因为铁元素非常稳定,在参与聚变时释放的能量低于所需的动能,所以聚变终止,铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部没有足够的动能和高质量的引力竞争,导致行星坍塌,形成黑洞。说它“黑”,正是因为它产生的引力使它周围的光难以逃脱。和中子星一样,黑洞也是从几十倍甚至几百倍以上的恒星演变而来的。

什么是黑洞(宇宙空间内存在的一种天体)

当一颗行星老化时,它的热核反应已经耗尽了中心燃料,中心产生的能量也不多。这样,它就没有足够的能量来承受机壳的巨大重量。因此,在外壳的压力下,关键逐渐坍缩,物质将不可阻挡地进入中心点,直到最终产生体积接近无限小、密度几乎无限大的恒星。但当其半径收缩到一定程度(必须低于史瓦西半径)时,由质量引起的时空扭曲使光线无法向外射出——“黑洞”就诞生了。

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