黑洞是時(shí)空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體,北京時(shí)間2019年4月10日21時(shí),人類首張黑洞照片面世。那么你知道黑洞是什么嗎?黑洞是怎么形成的?下面讓我們一起來看看吧!
黑洞是怎么形成的
黑洞是現(xiàn)代廣義相對(duì)論中,宇宙空間內(nèi)存在的一種天體。黑洞的引力很大,使得視界內(nèi)的逃逸速度大于光速。黑洞就是中心的一個(gè)密度無限大、時(shí)空曲率無限高、體積無限小,熱量無限大的奇點(diǎn)和周圍一部分空空如也的天區(qū),這個(gè)天區(qū)范圍之內(nèi)不可見。依據(jù)阿爾伯特-愛因斯坦的相對(duì)論,當(dāng)一顆垂死恒星崩潰,它將聚集成一點(diǎn),這里將成為黑洞,吞噬鄰近宇宙區(qū)域的所有光線和任何物質(zhì)。
1916年,德國天文學(xué)家卡爾·史瓦西通過計(jì)算得到了愛因斯坦引力場方程的一個(gè)真空解,這個(gè)解表明,如果將大量物質(zhì)集中于空間一點(diǎn),其周圍會(huì)產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象,即在質(zhì)點(diǎn)周圍存在一個(gè)界面——“視界”一旦進(jìn)入這個(gè)界面,即使光也無法逃脫。這種“不可思議的天體”被美國物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。
認(rèn)定黑洞的存在經(jīng)過了科學(xué)史上漫長而曲折的過程,從18世紀(jì)提出的“暗星”,到廣義相對(duì)論引力場方程的精確解,又經(jīng)歷對(duì)恒星演化過程的研究,到了20世紀(jì)90年代,人們才看到了黑洞存在的間接證據(jù)。
目前公認(rèn)的恒星級(jí)質(zhì)量的黑洞是由大質(zhì)量恒星自身坍縮而形成的。當(dāng)恒星的核燃料耗盡,也就是恒星到達(dá)生命的盡頭時(shí),它們會(huì)膨脹,失去質(zhì)量,然后冷卻形成白矮星。但是這些熾熱的天體中較大的,比如9到25倍太陽質(zhì)量的恒星,它們會(huì)隨著一場大爆炸——超新星爆發(fā)而坍縮成中子星。如果質(zhì)量再大一些,25個(gè)以上的太陽質(zhì)量,它們會(huì)進(jìn)而演化成黑洞。當(dāng)然,這些數(shù)字也不是絕對(duì)的,通常恒星質(zhì)量級(jí)別的黑洞在3到100個(gè)太陽質(zhì)量的區(qū)間。
超新星爆發(fā)會(huì)將恒星的物質(zhì)拋向太空,只留下核心。本來恒星可以通過自身的核聚變產(chǎn)生持續(xù)向外的推力,以平衡恒星自身質(zhì)量向內(nèi)的引力。但爆發(fā)后恒星的殘骸不會(huì)再提供推力,但自身巨大的引力還在,就只能向內(nèi)坍縮。當(dāng)它持續(xù)坍縮,半徑收縮到史瓦西半徑時(shí),黑洞就誕生了?,F(xiàn)在科學(xué)家認(rèn)為銀河系中存在著成千上萬個(gè)恒星質(zhì)量級(jí)的黑洞,確認(rèn)了20多個(gè)存在。
黑洞是什么
從某種意義上說,恒星類似于黑洞。兩者都有一個(gè)非常小且非常密集的核心。但它們本質(zhì)上仍然不同。恒星釋放能量,傳遞到宇宙物質(zhì)和周圍的其他天體,讓我們感知它的存在和運(yùn)動(dòng)。這種效應(yīng)被認(rèn)為是恒星的一部分,所以從我們觀察的角度來看,恒星的體積非常大。但黑洞是不同的,除了一個(gè)小核心,我們幾乎沒有觀察到它周圍的物質(zhì)。對(duì)它散發(fā)出的能量的理解仍然非常不足,所以在我們看來,黑洞很小。
它就像一個(gè)火柴頭,點(diǎn)燃之前看起來很小,但燃燒后它看起來很大。物體越亮,對(duì)我們的感覺就越大。例如,相機(jī)上的閃光燈原本只是一個(gè)小部件,但是當(dāng)它閃耀時(shí),我們可以在一定距離看到一個(gè)巨大的光團(tuán)。如果我們不知道閃光燈的原貌,只看這個(gè)光團(tuán),那么我們肯定會(huì)認(rèn)為它非常大。
所以從這個(gè)角度來看,我們可以知道,雖然恒星發(fā)出的光非常明亮,但并不意味著它真的很大。黑洞雖然無法發(fā)出光亮,但并不意味著它很小,因?yàn)樗鼈兲幱诓煌倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以將具有不同的視覺效果。簡而言之,一顆恒星是一個(gè)燃燒的黑洞,黑洞則是一顆熄滅的恒星。
以上就是關(guān)于黑洞是怎么形成的 黑洞是什么的詳細(xì)信息,希望能幫助到您。
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