黑洞从形成到消失大约的时间是如何计算的
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/25 13:44:30
黑洞从形成到消失大约的时间是如何计算的
黑洞从形成到消失大约的时间是如何计算的
黑洞从形成到消失大约的时间是如何计算的
以前黑洞被认为是会“吞入”东西,连光也不能“自拔”的一种天体.与传统的对黑洞的理解不同,英国理论物理学家史蒂芬·霍金于1974年提出一个惊人见黑洞将会蒸发.量子力学指出,所谓的真空并非全无,粒子与反粒子会反覆不断地产生、消灭,真空实际上是一种活泼的空间.即使是黑洞的入口,也会产生粒子与反粒子.由于强力的重力能量,一部分的粒子会被吸入黑洞内.若是拥有负数能量的粒子,黑洞的能量就会减少,这时,拥有正数能量的粒子则会被弹出.如此一来,黑洞会逐渐“消瘦”,亦即蒸发掉.黑洞愈瘦,蒸发就愈激烈,最后将会爆炸.
霍金辐射可以在一定程度上制约黑洞.黑洞由于不断释放量子辐射而具有一定的温度.但质量越大的黑洞温度越低,一般只有万分之一K,以至于比目前的宇宙3K微波背景辐射还要低得多.所以黑洞仍然不断接受能量而增大.等到宇宙膨胀到一定成度而使温度低于这个极限,黑洞便辐射大与吸收.它就会质量越来越小,质量越小温度越高,温度越高质量损失越快,最终小到临界质量以下,就会爆发,从此消失掉.需要注意的是,这里的温度只是根据辐射量计算的,所以是辐射决定温度,不是温度决定辐射,但可以通过温度计算辐射.黑洞温度公式:T =(hc^3)/(8πkGM),从公式中我们可以得知,黑洞温度与质量成反比.根据这个计算,一个普通的黑洞在现在形成,等到它先膨胀再缩小,直到完全蒸发,已经是10^100亿年后的事了,所以人类无法看到黑洞爆炸.
黑洞就是一颗恒星在‘爆发’后的残骸至少比太阳大2倍时,黑洞就形成了。
在恒星生命剩下的10%里,它会逐渐变的更热(就会释放出更多的能量来)。由于自身的质量过大,就会产生很大的引力来;因此恒星只有靠自身的核聚变来产生能量用来平衡它自身的引力。但是在自身的能量用完后,自身的引力就成主导的力量,又没有什么力与它相抗衡就导致了这类恒星本身的崩溃,产生更为彻底的坍缩(当恒星质量比较小时,坍缩就没有那...
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黑洞就是一颗恒星在‘爆发’后的残骸至少比太阳大2倍时,黑洞就形成了。
在恒星生命剩下的10%里,它会逐渐变的更热(就会释放出更多的能量来)。由于自身的质量过大,就会产生很大的引力来;因此恒星只有靠自身的核聚变来产生能量用来平衡它自身的引力。但是在自身的能量用完后,自身的引力就成主导的力量,又没有什么力与它相抗衡就导致了这类恒星本身的崩溃,产生更为彻底的坍缩(当恒星质量比较小时,坍缩就没有那么彻底。像太阳那样大小的恒星只会成为一颗白矮星,而当残骸的质量有太阳的1.44倍以上的就会变成中子星),从而变成一个重力和引力无限大的点。任何物质都将被吸进去。
又由于本身引力很大,甚至连宇宙中最快的光都不逃脱不了。所以,光不被反射,我们就看不到了。因此,就叫做黑洞。
像黑洞这种暗物质,在宇宙大概占了总质量的90%。它们包括白矮星/黑矮星(就是白矮星完全冷却,但是这大概需要大约1亿年的时间)/中子星/黑洞/宇宙弦(它就是宇宙空间中的褶皱,科学家估计那里没有任何生命)等
暗物质的作用很大,它能够依附在星系或星系团。从而来控制宇宙的扩张的速度。如果暗物质超过99%的话,所以的物质都将重新会到一点。因此,暗物质又称宇宙胶。
当你掉入黑洞,可能由于时空扭曲的力——在某一 方面将把你压扁,又从另外的一些方向你伸长,直到你看起来像意大利面条。但是,在里面到底会发生什么。目前的物理界一无所知。
如果想要更加的简单的去理解的话,我们可以把宇宙想象成一条床单,并且由四个人拉紧其四边,而恒星就是一颗保龄球,当把这颗保龄球放在该床单上时,床单就会塌陷下来,但还不足以使床单过分的向下塌陷。接着你想象一下,这个保龄球变成如米粒大小的体积而原本的质量并没有变化,如果床单足够的韧性的话,那颗‘球’就会开始过分的向下塌陷,当你在上面不关放置上什么东西都会朝那颗米粒形成的塌陷窝运动,这就是为什么黑洞的会吸引任何东西。
当然了,用这个比喻不够形象,不过大概的意思就上这个了!!
按照爱因斯坦的说法,黑洞之所以会吸引任何物质的原因,并不是因为它有很大的引力,而是黑洞使得空间塌陷的很严重,只要在黑洞的一定范围内都会由于塌陷窝的原因,而朝黑洞运动。
黑洞简单的说仅仅是恒星的一种特殊形式。既我们常说的死亡后的残骸。
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黑洞是宇宙中物质的终极状态,是不会消失的。尽管如楼上所说,霍金认为黑洞也会有“蒸发”。但这观点到目前没有任何观测或实验数据证明它是正确的。所以大多数天体物理学家并不认同他这观点。