为什么比太阳质量小的黑洞不能形成?如图" 然而比太阳质量还小的黑洞在现代宇宙中是不可能形成的 "Why?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/27 11:58:53
为什么比太阳质量小的黑洞不能形成?如图" 然而比太阳质量还小的黑洞在现代宇宙中是不可能形成的 "Why?
为什么比太阳质量小的黑洞不能形成?
如图
" 然而比太阳质量还小的黑洞在现代宇宙中是不可能形成的 "
Why?
为什么比太阳质量小的黑洞不能形成?如图" 然而比太阳质量还小的黑洞在现代宇宙中是不可能形成的 "Why?
基本理论推理
强德拉塞卡指出,不相容原理不能够阻止质量大于强德拉塞卡极限的恒星发生坍缩.也就是说,质量小于昌德拉塞克极限的天体,由于不相容原理,使天体在坍缩成黑洞前稳定.
不相容原理所能提供的排斥力有一个极限.恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速.这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小.强德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半 的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力.(这质量现在称为强德拉塞卡极限.)
专业推理
昌德拉塞卡极限或音译为钱德拉塞卡极限(以苏布拉马尼扬·昌德拉塞卡为名)是无自转恒星以电子简并压力阻挡重力塌缩所能承受的最大质量,这个值大约是1.4倍太阳质量 ,计算的结果会依据原子核的结构和温度而有些差异.钱德拉塞卡,eq.(36),eq.(58),eq.(43) 给出 钱德拉塞卡给出了公式.(由于公式太长达不出来,可参考《天文学选修》黑洞理论.)
此处,μe是电子的平均分子量,mH是氢原子的质量,而是与莱恩·恩登方程式有关的常数,在数值上,这个值大约是 (2/μe)2 • 2.85 • 1030 公斤,或是,此处的是标准的太阳质量 ,而是普朗克质量,是M的数量级极限MPl3/mH2.对白矮星而言,电子简并压力是其抵抗重力的唯一力量,因此这个值也是白矮星的质量上限.股小于这个值的天体不会坍缩成黑洞.
质量达不到形成黑洞的条件,引力坍缩后密度无法形成达到黑洞那样的致密程度。
物质不够→引力不够
因为黑洞是由超过了昌德拉塞卡极限的恒星坍缩成的,黑洞的质量是大的连光都逃不了,太阳能让光跑不了吗?所以黑洞质量必大于太阳
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。
等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,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...
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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。
等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,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。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。
那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。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,那么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。
这次,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。
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有可能是量子黑洞啊
物质量不够,导致引力不够大,所以不能形成。
不可以自然形成,也许可以人工形成
当脱离一个星球的第二宇宙速度超过光速时,这个星球就可以成为黑洞了,而第二宇宙速度又和这个星球的质量有关,要形成黑洞必须要先达到一定的质量条件才可以,太阳就没有达到这个质量条件,所以比太阳质量小的就更加不可能形成黑洞了,不过人工倒是有可能...
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不可以自然形成,也许可以人工形成
当脱离一个星球的第二宇宙速度超过光速时,这个星球就可以成为黑洞了,而第二宇宙速度又和这个星球的质量有关,要形成黑洞必须要先达到一定的质量条件才可以,太阳就没有达到这个质量条件,所以比太阳质量小的就更加不可能形成黑洞了,不过人工倒是有可能
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恒星在生命末期经过毁灭性的坍缩,有可能会形成黑洞,美籍印度物理学家钱德拉赛卡经过计算,该恒星质量必须大于1.44倍太阳质量,才能形成黑洞,这是一个临界值,若小于这个数字,则恒星坍缩后将形成白矮星或者中子星,而不能形成黑洞。因为恒星质量只有大于这个值,它的核心电子简并压才不足以支撑外层负荷,说白了就是质量大,向心的万有引力才大,当引力大于原子核的支撑力时,物质就会被自身引力压碎,恒星才会不停的向中心...
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恒星在生命末期经过毁灭性的坍缩,有可能会形成黑洞,美籍印度物理学家钱德拉赛卡经过计算,该恒星质量必须大于1.44倍太阳质量,才能形成黑洞,这是一个临界值,若小于这个数字,则恒星坍缩后将形成白矮星或者中子星,而不能形成黑洞。因为恒星质量只有大于这个值,它的核心电子简并压才不足以支撑外层负荷,说白了就是质量大,向心的万有引力才大,当引力大于原子核的支撑力时,物质就会被自身引力压碎,恒星才会不停的向中心收缩,最终收缩为体积为0。黑洞因此形成。
而实际上霍金计算得知,宇宙中是可能存在小质量黑洞的,甚至有可能只有一座山的质量,但这样小的质量是不可能靠自身坍缩形成的。必须依赖外界的高压,将其体积压缩为0,形成黑洞。如此巨大的压力只在宇宙形成时期才得以存在,因此宇宙形成初期可能存在着一些质量较小的黑洞,宇宙初期形成的黑洞无论质量大小,都叫做太初黑洞。
另外,要知道黑洞并不是绝对的只吃饭不拉屎,黑洞也可以损失质量,也是会死亡的。这叫蒸发理论。黑洞质量越小,能量散发越快,所以寿命越短,质量越大,相反寿命会越长,所以即使小质量黑洞是存在过,也极可能已经死亡殆尽,因为宇宙已经一百多亿岁。
大致意思就是如此,专业术语我说的可能不清楚,想详细了解的话可以参阅相关教科书,或者查询百度百科,推荐钱德拉塞卡极限,黑洞蒸发理论,白矮星,中子星等。
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因为太阳是发光球体,如果是黑洞,光线便只进不出.所以黑洞的质量一定大于太阳的质量