为什么宇宙会有黑洞?

发布网友 发布时间：2022-05-11 23:09

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热心网友 时间：2023-04-26 16:45

超新星内核坍缩，黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。这时恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞引申义为无法摆脱的境遇。
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的力量，使得 黑洞
任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳，但黑洞并不能吞噬如此多的物质，黑洞会释放一部分物质，射出两道纯能量——伽马射线爆。 　　也可以简单理解：通常恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，发生聚变。由于恒星质量很大，聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于聚变，氢原子内部结构最终发生改变，破裂并组成新的元素——氦元素。接着，氦原子也参与聚变，改变结构，生成锂元素。如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至铁元素生成，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定不能参与聚变，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，就再不能逃出。跟白矮星和中子星一样，黑洞可能也是由质量大于太阳质量好几倍以上的恒星演化而来的。 　　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，直到最后形成体积无限小、密度无限大的星体。 　　物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积很无限小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”诞生了。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的力量，使得 黑洞
任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳，但黑洞并不能吞噬如此多的物质，黑洞会释放一部分物质，射出两道纯能量——伽马射线爆。 　　也可以简单理解：通常恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，发生聚变。由于恒星质量很大，聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于聚变，氢原子内部结构最终发生改变，破裂并组成新的元素——氦元素。接着，氦原子也参与聚变，改变结构，生成锂元素。如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至铁元素生成，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定不能参与聚变，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，就再不能逃出。跟白矮星和中子星一样，黑洞可能也是由质量大于太阳质量好几倍以上的恒星演化而来的。 　　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，直到最后形成体积无限小、密度无限大的星体。 　　物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积很无限小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”诞生了。
黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄 黑洞拉伸，撕裂并吞噬恒星
盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近*黑洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。 　　天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向*引力体或者是*延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一，而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期，当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天，恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂，进而通过吸积周围气体而形成的。行星（包括地球）也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。但是当*天体是一个黑洞时，吸积就会展现出它最为壮观的一面。然而黑洞并不是什么都吸收的，它也往外边散发质子。
蒸发
　　由于黑洞的密度极大，根据公式我们可以知道密度=质量/体积，为了 黑洞喷射物不断变亮
让黑洞密度无限大，那就说明黑洞的体积要无限小，然后质量要无限大，这样才能成为黑洞。黑洞是由一些恒星“灭亡”后所形成的死星，他的质量极大，体积极小。但黑洞也有灭亡的那天，按照霍金的理论，在量子物理中，有一种名为“隧道效应”的现象，即一个粒子的场强分布虽然尽可能让能量低的地方较强，但即使在能量相当高的地方，场强仍会有分布，对于黑洞的边界来说，这就是一堵能量相当高的势垒，但粒子仍有可能出去。 　　毁灭 　　黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬·霍金于1974年做此预言时，整个科学界为之震动。 　　霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃，他结合了广义相对论和量子理论。他发现黑洞周围的引力场释放出能量，同时消耗黑洞的能量和质量。 　　假设一对粒子会在任何时刻、任何地点被创生，被创生的粒子就是正粒子与反粒子，而如果这一创生过程发生在黑洞附近的话就会有两种情况发生：两粒子湮灭、一个粒子被吸入黑洞。“一个粒子被吸入黑洞”这一情况：在黑洞附近创生的一对粒子其中一个反粒子会被吸入黑洞，而正粒子会逃逸，由于能量不能凭空创生，我们设反粒子携带负能量，正粒子携带正能量，而反粒子的所有运动过程可以视为是一个正粒子的为之相反的运动过程，如一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子从黑洞逃逸。这一情况就是一个携带着从黑洞里来的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的总能量少了，而爱因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的损失会导致质量的损失。 　　当黑洞的质量越来越小时，它的温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计，因为大黑洞辐射的比较慢，而小黑洞则以极高的速度辐射能量，直到黑洞的爆炸。

热心网友 时间：2023-04-26 16:46

黑洞是每一个天文爱好者最好奇的一种天体之一，但没人知道为什么宇宙会存在黑洞这种可怕的东西，但我们知道它的确存在，而且全宇宙到处都有它们的身影，离我们最近的一个黑洞就在16000光年外（貌似），在银河系中心有一个全银河系最大的超大质量黑洞！至于黑洞的诞生……简单地说黑洞的诞生来自于超大质量恒星的死亡，就是超大质量恒星和普通恒星一样，是核融核反应炉，几十亿年来恒星的能量释放和自己的强大引力一直保持平衡，当恒星能量消耗殆尽，释放的力量减弱，僵持状态就结束了，引力就获胜了，恒星的核将会被彻底挤压，当一个两个太阳般大的核心被挤压到一个点那么大的时候小黑洞就诞生了，于是它开始吃掉恒星的其它部分，但它吃得太快，咽住，咳了起来，向恒星的两极喷射出两道巨型光束，然后，恒星爆炸了，变成极·超新星（不是所有大质量恒星爆炸都是极·超新星，只有超大质量恒星才会，而且只有极·超新星爆炸才会创造黑洞）！极·超新星在瞬间所产生的能量是太阳终其一生所产生的能量还大数百倍！等能量散发完了后…剩下的就是新生黑洞，还有两道以光速猛烈穿越宇宙的能量光束：伽玛射线。伽玛射线是宇宙中已知最强的能量光束，只要有一道这样的光束通过太阳系就能蒸发整个地球！地球的长远历史中就出现过伽玛射线与太阳系擦肩而过的经历！灭绝了地球上的90%的生物！是地球史上的第一次大灭绝（第一次大灭绝理论之一）！黑洞就像是引力的终点，万物的终点，宇宙的终点，时间的终点仿佛真的就是这样 ！黑洞之所以是黑色的，那是因为它不发光、不反光（所有靠近它的东西全部吸进去了，光也不例外！）它的实际体积比肉眼看到还要小得多！黑洞不但是个大胃王，他还重得不得了！要知道黑洞有多重有多紧密，请在脑海中想着地球，现在开始挤压它、压缩它，直到它压得很紧密，连原子都被挤破了，这时的地球就如同一个高尔夫球那么大，但它拥有和地球一样的引力，和地球一样重！黑洞还有很多谜题未能解开！
以上均为本人自小爱看discovery探索频道所学到的知识所写，没有复制任何资料，若有误请指点！

热心网友 时间：2023-04-26 16:46

宇宙中的一切物质运动都遵循爱因斯坦的广义相对论。牛顿的运动定律是相对论的初级特例。相对论认为，一切物质都存在反物质。正反物质碰撞会发生湮灭现象。黑洞形成于大质量的恒星。当恒星到达老年期，自身内部的氢原子核数量不足以支持核聚变反应的时候，那么就由氦原子核来进行核聚变反应。四个氦原子核发生聚变形成碳原子核。进一步，当氦原子核数量也消耗殆尽的时候，核聚变反应就改由四个碳原子发生聚变，形成一个铁原子核。在这个不断聚变的过程中，恒星的体积不断膨胀，最后会发生大爆炸。爆炸之后，恒星的外壳被抛到宇宙空间当中。这时，恒星内部的核结构开始发生收缩。原子间距离不断缩小，恒星的密度不断增大。物质间的作用随着距离的变小，引力不断增大。由于物质间同时还存在斥力作用。当距离小到一定程度的时候，引力大于斥力，恒星就会发生坍缩。换句话说，恒星被自己的体重压垮了。这之后，恒星还会不断吸收周围的物质，使得自身重量越来越大。根据牛顿万有引力定律，物体质量越大，对其他物体的引力越大。那么，引力使得质量不断增加，不断增加的质量又促使引力不断变大。最终发展成为，任何东西都会被它吸引。
广义相对论认为，光具有波粒二相性。也就是说，光既是波，又是粒子。大质量的恒星本身也会发光。随着质量的不断增大，最后会出现自身发出的光粒子也会被吸引而出不来。这就是黑洞。

热心网友 时间：2023-04-26 16:47

楼上的核反应顺序错了，氢变氦，氦变铍8，然后变碳12，再变氧，并不是单纯的4合一，反应试很复杂的，各种物质都会在聚变中产生，但最多的就是这几样了。不是体积不断变大发生爆炸。越重的原子发生聚变需要越多的能量，所以恒星的核会不断收缩以提供能量，同时产出的能量也变得更多（核反应速度加剧），所以只是外壳膨胀，内部是不断收缩的。当聚变到铁元素时，铁原子聚变时产生的能量没有维持它聚变的能量多。此时恒星没能量来抵抗引力，不断收缩。由于恒星进行核反应时只是内部反应，表层不参与核反应（没有足够的条件），而引力造成的塌缩几乎在一瞬间完成，导致表层大气急剧收缩，产生大量的能量，达到核反应临界点，于是外壳被点燃，瞬间的强大核反应将星球外壳炸开，内核继续收缩。假如内核的密度为核密度（约1.5*10^12千克/立方厘米，相当于中子星的密度）而其总质量在太阳质量的三倍左右则会被压缩到小于其史瓦西半径，形成一个恒星黑洞。根据史瓦西半径，如果一个重力天体的半径小于史瓦西半径，天体将会发生坍塌。在这个半径以下的天体，其间的时空弯曲得如此厉害，以至于其发射的所有射线，无论是来自什么方向的，都将被吸引入这个天体的中心。因为相对论指出任何物质都不可能超越光速，在史瓦西半径以下的天体的任何物质——包括重力天体的组成物质——都将塌陷于中心部分。一个有理论上无限密度组成的点组成重力奇点。由于在史瓦西半径内连光线都不能逃出黑洞，所以一个典型的黑洞确实是“黑”的。小于其史瓦西半径的物体被称为黑洞（亦称史瓦西黑洞）。在不自转的黑洞上，史瓦西半径所形成的球面组成一个视界。（自转的黑洞的情况稍许不同。）光和粒子均无法逃离这个球面。银河系中心的超大质量黑洞的史瓦西半径约为780万千米。一个平均密度等于临界密度的球体的史瓦西半径等于我们的可观察宇宙的半径。
史瓦西半径怎么推导的你可以去百科上查查，这里就不解释了。
宇宙有黑洞的实质就是引力的效应。