黑洞的引力場怎麼產生的,黑洞是怎麼形成的

時間 2022-11-09 22:01:07

1樓:

恆星之所以塌縮成黑洞不是因為引力變得更大,而是引力場變得更加濃縮。

舉個簡單的例子,假設一顆恆星的體積是100000000(1億),質量是100倍太陽,假設每個太陽的引力強度是100萬。那麼這顆恆星的總引力強度也是1億。但這1億的引力被分散到恆星體積1億的空間內。

平均下來,每1點空間承受的引力強度只有1點。

現在這個恆星塌縮成了黑洞,超新星**導致它損失了90%的質量。恆星殘骸只剩下不到10倍的太陽質量,這些質量的引力強度總和只剩下了1000萬。但是它的體積是多少呢?

我們假設核心塌縮後只剩下1的體積。那麼1000萬的引力強度被壓縮在了1點的空間內,在這一狹小的區域,每1點空間承受的引力強度是1000萬,比成為恆星的時候要強1000萬倍。

當然上述只是一種簡單的計算,真正的引力計算並不是簡單的得出平均值,只是為了讓你更好理解,但原理仍然是相同的。以大犬座vy恆星為例,它的直徑是30億公里,當它塌縮成黑洞時,黑洞的直徑會驟減到不到30公里。體積縮小到不到原來恆星的1000億分之一,即便質量只有原來的十分之一。

但當這些為數不多的質量(引力)被濃縮到了如此小的乙個區域,仍然可以形成了黑洞。

在恆星死亡前,內部的核燃料會通過核聚變釋放能量輻射產生乙個支撐力,阻止恆星塌縮。而當恆星的燃料耗盡時,核聚變也隨之停止,引力贏得了最終的勝利,核心才會在這一時刻塌縮成黑洞。

2樓:昭昭惛惛

當一顆恆星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直到最後形成體積接近無限小、密度幾乎無限大的星體。

而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑),質量導致的時空扭曲就使得即使光也無法向外射出——「黑洞」就誕生了。

所以恆心他先後的質量不會變大,但是變為黑洞後她會吸收周圍的物質,質量才會變大。質量越大,萬有引力是會越大的,但是它的表面逃逸速度是跟他的密度有關係的,也就是如果質量不變,跟他的半徑有關係,萬有引力定律f=gmm/r^2,牛頓定律f=mc^2/r即是半徑r收縮到史瓦西半徑的時候,它的表面逃逸速度等於光速c就是黑洞的形成了

3樓:

首先,lz要知道恆星內部的核聚變反應,其結果除了放出能量,當然這是要消耗質量的,但它聚變反應的結果在物質層面其實是聚變成了其它物質的,如2h—>he+能量+其它粒子,所以它的大部分物質其實還是以物質的形式留存下來了的,而不是變成能量消失了,所以乙個質量足夠大的恆星在核聚變反應之後,其質量其實依然是十分龐大的,只要這個質量超過一點量,它就會變成黑洞,密度變得巨大,半徑變得很小,以它為中心,會有乙個引力半徑,只要進入這個半徑,任何物質都會被壓向中心質點,請lz試想一下,原來恆星表面物體受到的力其實是十分分散的,而現在同樣位置的物體,受到的引力其實是很集中的,只是因為現在星體也就是黑洞的半徑與原恆星相比,是幾乎可以忽略的那麼小,猶如塵埃與太陽,而他的引力半徑卻只要有太陽那麼大,

希望能幫助lz理解,採納

4樓:

把恆星看作球體,萬有引力公式f=gmm/r^2,坍塌後質量幾乎不變,而密度變得很大,所以半徑變得很小,由公式可知引力變大

黑洞是怎麼形成的

5樓:九月

黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程:某乙個恆星在準備滅亡,核心在自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發生強力**。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成乙個密實的星體,同時也壓縮了內部的空間和時間。

但在黑洞情況下,由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,連中子間的排斥力也無法阻擋。中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是乙個密度高到難以想象的物質。由於高質量而產生的引力,使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。

當一顆恆星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料,由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。

所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直到最後形成體積接近無限小、密度幾乎無限大的星體。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑),質量導致的時空扭曲就使得即使光也無法向外射出——「黑洞」就誕生了。

6樓:匿名使用者

黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程;恆星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮,發生強力**。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成乙個密實的星球。但在黑洞情況下,由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是乙個密度高到難以想象的物質。

任何靠近它的物體都會被它吸進去,黑洞就變得像真空吸塵器一樣.

亦可以簡單理解:通常恆星的最初只含氫元素,恆星內部的氫原子時刻相互碰撞,發生裂變、聚變。由於恆星質量很大,裂變與聚變產生的能量與恆星萬有引力抗衡,以維持恆星結構的穩定。

由於裂變與聚變,氫原子內部結構最終發生改變,破裂並組成新的元素——氦元素。接著,氦原子也參與裂變與聚變,改變結構,生成鋰元素。如此類推,按照元素週期表的順序,會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。

直至鐵元素生成,該恆星便會坍塌。這是由於鐵元素相當穩定不能參與裂變或聚變,而鐵元素存在於恆星內部,導致恆星內部不具有足夠的能量與質量巨大的恆星的萬有引力抗衡,從而引發恆星坍塌,最終形成黑洞。

跟白矮星和中子星一樣,黑洞很可能也是由質量大於太陽質量20倍的恆星演化而來的。

當一顆恆星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,直到最後形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。

質量小一些的恆星主要演化成白矮星,質量比較大的恆星則有可能形成中子星。而根據科學家的計算,中子星的總質量不能大於三倍太陽的質量。如果超過了這個值,那麼將再沒有什麼力能與自身重力相抗衡了,從而引發另一次大坍縮。

這次,根據科學家的猜想,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直至成為乙個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑),正象我們上面介紹的那樣,巨大的引力就使得即使光也無法向外射出,從而切斷了恆星與外界的一切聯絡——「黑洞」誕生了。

根據科學家計算,乙個物體要有每秒種7.9公里的速度,就可以不被地球的引力拉回到地面,而在空中饒著地球轉圈子了.這個速度,叫第一宇宙速度.

如果要想完全擺脫地球引力的束縛,到別的行星上去,至少要有11.2km/s的速度,這個速度,叫第二宇宙速度.也可以叫逃脫速度.

這個結果是按照地球的質量和半徑的大小算出來的.就是說,乙個物體要從地面上逃脫出去,起碼要有這麼大的速度。可是對於別的天體來說,從它們的表面上逃脫出去所需要的速度就不一定也是這麼大了。

乙個天體的質量越是大,半徑越是小,要擺脫它的引力就越困難,從它上面逃脫所需要的速度也就越大.

按照這個道理,我們就可以這樣來想:可能有這麼一種天體,它的質量很大,而半徑又很小,使得從它上面逃脫的速度達到了光的速度那麼大。也就是說,這個天體的引力強極了,連每秒鐘三十萬公里的光都被它的引力拉住,跑不出來了。

既然這個天體的光跑不出來,我們然談就看不見它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的,任何物質運動的速度都不可能超過光速.既然光不能從這種天體上跑出來,當然任何別的物質也就休想跑出來.

一切東西只要被吸了進去,就不能再出來,就象掉進了無底洞,這樣一種天體,人們就把它叫做黑洞.

我們知道,太陽現在的半徑是七十萬公里。假如它變成乙個黑洞,半徑就的大大縮小.縮到多少?

只能有三公里.地球就更可憐了,它現在半徑是六千多公里.假如變成黑洞,半徑就的縮小到只有幾公釐.

那裡會有這麼大的壓縮機,能把太陽 地球縮小的這麼!這簡直象《天方夜譚》裡的神話故事,黑洞這東西實在太離奇古怪了。但是,上面說的這些可不是憑空想象出來的,而是根據嚴格的科學理論的出來的.

原來,黑洞也是由晚年的恆星變成的,象質量比較小的恆星,到了晚年,會變成白矮星;質量比較大的會形成中子星.現在我們再加一句,質量更大的恆星,到了晚年,最後就會變成黑洞.所以,總結起來說,白矮星 中子星和黑洞,就是晚年恆星的三種變化結果.

現在,白矮星已經找到了,中子星也找到了,黑洞找到沒有?也應該找到的.主要因為黑洞是黑的,要找到它們實在是很困難。

特別是那些單個的黑洞,我們現在簡直毫無辦法。有一種情況下的黑洞比較有希望找到,那就是雙星裡的黑洞.

雙星就是兩顆互相饒著轉的恆星.雖然我們看不見黑洞,但卻能從那顆看的見的恆星的運動路線分析出來.這是什麼道理呢?

因為,雙星中的每乙個星都是沿著橢圓形路線運動的,而單顆的恆星不是這樣運動。如果我們看到天空中有顆恆星在沿橢圓形路線運動,卻看不到它的'同伴',那就值得仔細研究了。我們可以把那顆星走的橢圓的大小,走完一圈用的時間,都測量出來.

有了這些,就可以算出來那個看不見的'同伴'的質量有多大。如果算出來質量很大,超過中子星能有的質量,那就可以進一步證明它是個黑洞了。

在天鵝星座,有一對雙星,名叫天鵝座x-1.這對雙星中,一顆是看的見的亮星,另一顆卻看不見.根據那可亮星的運動路線.

可以算出來它的'同伴'的質量很大,至少有太陽質量的五倍.這麼大的質量是任何中子星都不可能有的.當然,除這些以外還有別的證據。

所以,基本上可以肯定,天鵝座x-1中那個看不見的天體就是乙個黑洞.這是人類找到的第乙個黑洞。

另外,還發現有幾對雙星的特徵也跟天鵝座x-1很相似,它們裡面也有可能有黑洞。科學家正對它們作進一步的研究. 「黑洞」很容易讓人望文生義地想象成乙個「大黑窟窿」,其實不然。

所謂「黑洞」,就是這樣一種天體:它的引力場是如此之強,就連光也不能逃脫出來!

光不能逃過黑洞的引力,那麼是不是黑洞的引力一定要比光還快,那麼在黑洞的周圍就會出現時空扭曲

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