黑洞的形成,黑洞的形成原因和过程论文

2022-07-20 16:40:02 来源:华网商业   |   浏览(54)

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黑洞是怎样形成的

黑洞不再是个单纯的理论上的推断, 作为一种真实存在的可信度越来越高.科学家们在着手于星空中寻找黑洞的同时, 开始了对黑洞的形成机理的研究.

自古以来, 天文学家们就致力于星体的一生的研究.恒星最初是由作为星际物质浮游于宇宙中的尘埃聚集而成的.太阳就是一个典型, 它的内部发生着由氢原子核结合成氦原子核的聚变, 那里的温度高达数千万度, 但是太阳的表面温度却只有六千度左右, 这样的状态最稳定, 恒星在该状态下能够维持数十亿年.

最终核聚变将从中心部向外扩展, 恒星开始膨胀, 成为很明亮但温度却不那么高的状态, 这就是红巨星.

在这个变化过程中, 巨星内部的氦开始凝缩, 凝缩产生的能量又使温度再次升高, 当蓄积的能量超过极限时, 就会发生大的爆炸, 在发出光的同时恒星缩小, 这就是新星.从字义上看新星似乎是新的星, 其实不然, 它来自略带陈旧感的红巨星, 是老龄之星.最终, 星体中心部的氦原子核进一步凝缩成铁原子之类的低能量物质.

新星在引力作用下进一步塌缩, 成为中心处具有相当高温度的白矮星.在经典理论中, 白矮星就是恒星一生的终结, 随着核物理学的发展, 科学家们发现还能进一步形成中子星.

具有一定质量的恒星将成为密度很高的白矮星, 之后星体由于自重进一步塌缩, 使得原子全部被压碎, 核外电子与原子核里的质子相结合变成了中子, 整个星体成为只有中子的原子核的集合……可以说此时星体本身就是一个巨大的原子核.

中子星的密度大约是每立方厘米1012 克.一块方糖大小的物质重达一百万吨, 相当于好几艘当今世界上超级油轮的运力.如果中子星再进一步塌缩, 其密度再增大一千倍、一万倍……时, 就将成为黑洞.

但是, 最近的研究成果表明, 恒星的一生并不一定都按照上述的过程进行.质量小于太阳的8 倍的恒星, 其能量在宇宙中散失后, 成为白矮星然后冷却下去.质量在太阳的8 倍以上、20 (或30) 倍以下的恒星, 即使是在新星爆发后, 仍然具有很大的能量, 它将经过长期的演化最终成为中子星, 但是还不具备更强的塌缩能力.

研究表明, 中子星的半径多在10 公里左右.大于该范围的星最后将变成黑洞, 成为吸收一切物质的宇宙之洞.但是, 对于上述根据天体初期的质量去预测它的晚期的方法, 存在着不同的观点 (很多人认为初始质量为太阳的2—3 倍的恒星也有可能变成黑洞) , 因此我们还不能断言哪一种方法是绝对可以信赖的.宇宙学的研究之难, 由此可以略见一斑.

黑洞如何形成?

黑洞的形成是恒星在灭亡的时候,由于自身重力开始收缩、爆炸,发生聚变,同时压缩了内部的空间和时间。由于高质量而产生的引力,恒星核心就会开始吸入靠近它的任何物体,而光也无法向外射出,黑洞因此诞生。

黑洞的形成?

黑洞是巨型天体向内部坍塌的结果,天体在宇宙存在之所以维持自己的样子在于持续向心的重力与高温作用下气体对外扩张的压力相平衡。但是由于能量的耗散,天体在燃烧过程中温度持续降低,导致内部重力大于气体的压力而产生向内部坍塌的现象,这时候发生天体向内部收缩的现象。但是这样的收缩不是持续的,由于气体密度越来越大,各种元素之间的撞击越来越频繁,这时候产生新一轮的核聚变,产生的巨大的冲击波将不但不使恒星缩小,反而产生新一轮大爆炸使恒星膨胀成红巨星,但是重力仍然会再次占上风,恒星又继续坍塌,引发新一轮的核聚变。因此恒星会依次又氢聚变成氦,又由氦聚变成锂……每一次聚变都会放出巨大的能量,但是最终可以聚变到的层次是铁,因为铁再次聚变不但不能放出能量反而要吸收能量,因此宇宙中最原始的铁以下的元素都是来自这样的恒星爆发所吹出来的元素风中。当足够大的恒星坍塌到一定程度时,这是再也没有足够的聚变的能量来抵抗重力的吸引,因此此时恒星完全坍塌到自己中心的方向去了,当坍塌到一定的程度时,恒星的密度会大到连光也无法跑出它的引力范围,这时黑洞就形成了。

黑洞是怎么形成的?

黑洞的形成是恒星在灭亡的时候,由于自身重力开始收缩、爆炸,发生聚变,同时压缩了内部的空间和时间。由于高质量而产生的引力,恒星核心就会开始吸入靠近它的任何物体,而光也无法向外射出,黑洞因此诞生。

黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和γ射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。

推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹来得出,还可以取得其位置以及质量。

扩展资料:

在地球上,由于引力场作用很小,时空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周围,时空的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。

有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的“侧面”、甚至“后背”,这是宇宙中的“引力透镜”效应。

黑洞是如何形成的?

简单的说,黑洞是星体的引力塌陷,也就是爆炸形成的。星体的引力塌陷后会形成一个奇点,奇点的质量很大,密度很高。

根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。

而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。

黑洞的形成与宇宙大爆炸有关,物理学家史蒂芬·霍金解释说,当一个”白洞”和一个“黑洞”与它们周围的环境达到热平衡时,白洞与黑洞会吸收和放射出等量的放射物,所以白洞和黑洞”是相互联系在一起的,很有可能将黑洞倒置过来就是一直在寻找的白洞了。

扩展资料:

在宇宙中有一些引力非常大却又看不到任何天体的区域,称之为黑洞。黑洞是位居宇宙空间和时间构造中的一些深不见底的类似井状的东西,具有极大的吸引力,包括光在内的任何物体都无法逃脱被吸入的命运。

这就使得人们对于黑洞的研究变得异常困难:它既不向外散发能量,也不表现出任何形式的能量,人们根本无法看到它。因此,人们对于黑洞的研究就象是对一种看不见的东西进行研究。

宇宙旋涡场按大小分为如下八种:

U旋涡场:又叫宇宙旋涡场,它的范围包括整个宇宙。

S旋涡场:又叫星糸团旋涡场,它的范围包括整个星糸团。

A旋涡场:又叫叫星系旋涡场,它的范围包括整个星系。

B旋涡场:又叫星团旋涡场,它的范围包括整个星团。

C旋涡场:又叫恒星旋涡场,它的范围被局限于恒星周围,包括所有行星的运行轨道。

D旋涡场:又叫行星旋涡场,它的范围被局限于行星周围,包括所有卫星的运行轨道。

E旋涡场:又叫卫星旋涡场,它的范围被局限于卫星周围。

F旋涡场:比E类旋涡场小的旋涡场。

太阳属于小质量恒星,目前处于青状年时期。恒星一生的历程由其质量决定。首先,质量越大,恒星寿命越短。其次,走向老年衰亡期时质量等级不同的恒星会走不同的路。

像太阳这样的小质量恒星会首先体积膨胀,变为红巨星,然后向内坍塌同时向外抛洒物质变为白矮星。而大质量的恒星则变为红超巨星,然后变为中子星。质量更大的恒星才会变成黑洞。太阳质量还不够大,所以就不会变成黑洞。

按组成来划分,黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞。

暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础。物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。

当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大。但物理黑洞的体积却非常小,它可以缩小到一个奇点。 ;另外还有白洞与之相对。

参考资料:百度百科——宇宙黑洞论

黑洞是什么形成呢?

我认为黑洞无穷引力,连光也跑不出来,也就是说黑洞里没有时间

——黑洞的形成过程

 ⭐黑洞的形成首先是要有一颗即将灭亡的恒星,那么问题来了,这颗恒星灭亡之后会怎么样呢?恒星在灭亡之后,由于恒星自身的重力开始收缩并爆炸,然后就会发生聚变,同时恒星内部的时间和空间都被压缩,进而形成黑洞。

 ⭐由于恒星的质量太大,所以当黑洞形成时,就会产生巨大的引力,所以就会开始吸入靠近它的任何物体,而其中的光也无法向外射出,黑洞的名字由此而来。

时间仍停留在黑洞诞生时的时间,没有时间即也就没有空间,空间仍停留在黑洞诞生时的空间,也就是说时间永远停留在那一刻

——黑洞的发现 

   ⭐知道了黑洞是怎么形成的,那么,黑洞又是怎么被发现的呢?时间还要追溯到1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦方程的一个真空解,然而正是这个解表明,如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值,其周围会产生一些奇怪的现象,也就相当于存在一个界面,而在这个界面当中,连光那么快的速度也无法从其中逃脱。这个界面后来被命名为“黑洞”,这也是人类首次提出黑洞的概念。

 ⭐但是在那个年代没有办法很仔细地观察到黑洞,这个得到的只是一个理论会出现的现象,要想得到证实,就需要被观察到这种天体的真实存在。然而就在2019年4月10日,EHT国际合作组织首次拍摄到黑洞的照片,它的质量是太阳的400万倍,可想而知它的引力是有多大。

它是一个封闭的天体,其它物质不能进去,里面的东西也跑不出来

——黑洞发现的意义

   ⭐黑洞的发现无疑是人类探索宇宙世界历程中迈出的一大步,黑洞的发现让人类对宇宙的了解又多了一点,也不禁让人们感叹我们地球与整个宇宙而言是多么的渺小。一批又一批伟大的科学家还在探索宇宙的道路上一直走着,而每次人类的重要发现,对于探索这个世界来说都是前进了一大步,这就是黑洞的意义所在。

   ⭐然而黑洞对于整个宇宙而言也只是凤毛麟角,我们人类在探索宇宙这条道路上还有很长的道路要走,我相信,在不久的将来,一个又一个伟大的发现会出现在我们的视线中,我们对于宇宙的认知也会越来越明确。

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