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黑洞原理

黑洞是如何形成的？为何宇宙会出现黑洞吞噬星体了？

2024-12-25 05:31:45

推荐回答（5个）

回答1：

某一个恒星在准备灭亡，它的核心在自身重力作用下迅速收缩，崩塌并剧烈爆炸。当核心中的所有物质都变成中子时，收缩过程立即停止，并被压缩成一个紧凑的恒星，这也压缩了内部的空间和时间。

但在黑洞的情况下，即使中子之间的斥力也不能被阻挡，因为恒星核心的质量太大，收缩过程会无限期地进行。中子本身在引力的吸引下被粉碎成粉末，留下一种无法想象的致密物质。由于高质量的重力，任何靠近它的物体都会被它吸进。

扩展资料：

黑洞不能被直接观察到，但是它们的存在和质量可以被间接地知道，它们对其他事物的影响也可以被观察到。利用物体被吸收前的高热和伽马射线所发出的“边缘信息”，可以得到黑洞存在的信息。由此推断，黑洞的存在也可以通过间接观测恒星或星际云的轨道来获得。

因为黑洞的密度很高，根据这个公式，可以知道密度=质量/体积。为了使黑洞的密度无穷大，使黑洞的质量不变，这就意味着黑洞的体积必须无穷小，才能成为黑洞。黑洞是一些恒星“灭亡”后形成的死星。它们有很大的质量和很小的体积。

参考资料来源：百度百科-黑洞

参考资料来源：百度百科-宇宙最大黑洞

回答2：

当大质量恒星演化至红巨星阶段时，恒星内部的核聚变反应到铁而终止，不再发生新的核聚变反应。没有了能量的释放，没有了向外的辐射压，引力就会占上峰，恒星就会急剧向内收缩。根据计算，外层物质在向内收缩并接近中心的铁核时，速度甚至能接近光速。但铁核是非常坚硬的，仿佛是一堵墙。物质一旦撞上这堵墙，就会以几乎同样的速度反弹出去，在带给铁核强大动能的同时，以内爆的形式冲出恒星以外，形成超新星爆发。这个过程叫“铁芯灾变”。在恒星以超新星爆发的形式向外抛出物质和能量的同时，在外层物质向内碰撞带给的动能输入下，中心物质会继续被压缩，半径减小，密度持续增加。根据万有引力定律，其引力也变得更大。当中心物质的质量达到3.2倍太阳质量，且半径达到史瓦西半径时（r=2GM/C^2，式中：r为史瓦西半径，G为引力常数，M为恒星剩余质量，C为光速），引力就会强到连自身发出的光也被自身吸引而无法逃脱（即它的表面脱离速度达到光速），这个恒星核心就突然变得不可见了，这就是黑洞。

黑洞因其强大的引力，对它附近的天体也会产生巨大的影响。在一对密近双星（靠的比较近的双星）中，如果其中一个子星是黑洞，而另一个子星是正在膨胀中的红巨星的话，红巨星上的物质就可能在膨胀中接近黑洞的引力范围，就有可能落入黑洞内。如下图。好像是黑洞在吞噬天体。

恒星物质在落入黑洞时，会发射出强烈的X－射线，成为天空中的X－射线源。这也是我们在X－射线双星中寻找黑洞的原因。

回答3：

黑洞（Black hole）是根据现代的广义相对论所预言的，在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩而形成。黑洞质量是如此之大，它产生的引力场是如此之强，以至于任何物质和辐射都无法逃逸，就连光也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为黑洞。在黑洞的周围，是一个无法侦测的事件视界，标志着无法返回的临界点。
当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。

质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。根据科学家的猜想物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度（史瓦西半径），正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。

回答4：

某一个恒星在准备灭亡，它的核心在自身重力作用下迅速收缩，崩塌抄并剧烈爆炸。当核心中的所有物质都变成中子时，收缩过程立即停止，并被压缩成一个紧凑的恒星，这也压缩了内部的空间和时间。

但在黑洞的情况下，即使中子之间的斥力也不能被阻挡，因为恒星核心袭的质量太大，收缩过程会无限期地进行。中子本身在引力的吸引下被粉碎成粉末，百留下一种无法想象的致密物质。由于高质量的重力，任何靠近它的物体都会被它吸进。

扩展资料：

黑洞不能被直接观察到，但是它们的存在和质量可以被间接地知道，它们对其他事物的影度响也可以被观察到。利用物体被吸收前的高热和伽马射线所发出的“边缘信息”，可以得到黑洞存在的信息。由此推断，黑洞的知存在也可以通过间接观测恒星或星际云的轨道来获得。

因为黑洞的密度很高，根据这个公式，可以知道密度=质量/体积。为了使黑洞的密度无穷大，使黑洞的质量不变，这就意味着黑洞的体积必须无穷小，才能成为黑洞。黑洞是一些恒星“灭亡”后形成的死星。它们有很大的质量和很道小的体积。

回答5：

新浪科技讯北京时间5月12日消息，据国外媒体报道，迄今为止，天文学家还没有观测到黑洞与中子星碰撞事件，一项最新研究表明，这种碰撞事件会释放大量能量，但出乎意料的是，可能不会产生任何可以探测到的光线。

这些发现揭示了黑洞和中子星合并的关键细节——可探测光线数量和碰撞天体的质量，以及揭示合并的促成因素，例如：促使这些碰撞发生的动力学。

黑洞和中子星都是超新星灾难性爆炸的恒星残骸，超新星的爆发可使一颗恒星短暂地比星系中所有其他恒星更加明亮，当一颗恒星变成超新星时，其残骸核心会在自身引力作用下崩塌。如果这个残骸足够大，就可能形成一个黑洞，其引力强大到光线都无法逃脱。质量较小的恒星内核会形成中子星，之所以这样命名，是因为它的引力非常强，可以将质子和电子一起压碎，形成中子。

到目前为止，科学家已证实黑洞之间以及中子星之间会发生合并，他们正在期待首次观测黑洞与中子星的合并，这样的碰撞事件有助于验证恒星演化和爱因斯坦广义相对论，是对太空引力作用的最佳描述。

研究人员有两种方式见证黑洞和中子星碰撞合并，一是他们可以寻找碰撞发出的光或者电磁辐射类型，例如：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽玛射线，二是他们可以勘测时空涟漪，即所谓的引力波。

目前，科学家已有了一个完整的理论框架，用于解释双星系统相对独立状态下形成的中子星和黑洞，它们发生碰撞合并会是怎样的情况。之前研究表明，黑洞和中子星合并事件可能在一年时间里10亿秒差距范围内发生100次，10亿秒差距相当于347亿光年的空间范围。

然而，当这些死亡恒星被密集的数百万颗恒星包围时，它们之间的相互作用仍有很多不确定因素，该情况可以证明与孤立合并事件有很大的差异。

通过24万次计算机模拟试验，模拟了中子星和黑洞在致密星团中的合并事件，重点研究了由中子星和伴星组成的双星系统与黑洞发生碰撞，以及黑洞和伴星与一颗中子星发生碰撞的情景，改变了所有这些天体的质量和轨道，以及星团中其他恒星的基本属性，例如：它们的元素构成和速度。

一项不同寻常的发现是，在稠密的星团中，黑洞和中子星可以合并而不产生任何可探测到的光，尽管合并仍会产生大量引力波。当中子星坠入黑洞，而没有变成炽热明亮的碎片时也会发生该情况，当黑洞的质量是太阳的10倍以上——大到足以吞噬中子星的时候，也会发生以上情况。

致密星团中黑洞与中子星发生合并事件与孤立合并事件的不同之处在于：它们通常存在质量更大的黑洞，其平均质量是太阳的20倍以上。相比之下，依据2018年发表在《皇家天文学会月刊》的另一项研究显示，在黑洞与中子星之间的孤立合并中，黑洞质量通常是太阳的7倍左右，一般不会超过太阳质量的20倍。

该研究表明，如果黑洞和中子星碰撞事件是在致密星团中发生将具有独特的性质，科学家可以利用这些性质将此类合并事件与孤立合并事件相区分。欧洲航天局激光干涉仪空间天线（LISA）等引力波天文台任务，可能探测到致密星团中的此类碰撞合并事件，但有一个前提是该事件发生的最远宇宙距离是仙女座星系，这是银河系最近的星系邻居。随着技术不断发展，未来更先进的引力波天文台可以探测到更遥远的黑洞和中子星合并事件。

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