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宇宙黑洞的形成 黑洞是如何在宇宙中形成的

时间:2021-04-30浏览次数:

黑洞

黑洞是恒星死后坍缩形成的。所以,要了解黑洞是如何形成的,首先要了解一颗恒星的生命周期。

那么恒星是如何形成的呢?

起初宇宙中的尘埃——,大量气体(多为氢气)被自身引力吸引,开始向自身坍缩形成恒星。但当恒星因重力开始收缩时,恒星内核的气体原子会因重力而相互膨胀,与——的碰撞越来越频繁,速度越来越快,导致核聚变,释放巨大能量,恒星温度上升。

黑洞是如何在宇宙中形成的

最后,当气体变得如此热,以至于氢原子碰撞时,它们不再反弹,而是聚合形成氦。核聚变后,恒星的核心会向外释放巨大的能量,所以我们的恒星——,太阳,会达到几十万度。其实我们看到,太阳发出的光不是太阳表面发出的,而是太阳核心发出的。因为太阳内核一直在进行核聚变反应。太阳释放的能量产生一个向上的力,正好抵消重力,所以太阳不会越来越小。

就像核武器一样,我们都听说过原子弹。相信大家都听说过原子弹的威力。美国只用了两枚原子弹,就迫使二战时期横行的日本投降,从中国等国撤军。核武器的物理学是巨大的,因为两个原子碰撞,发生核聚变。

黑洞是如何在宇宙中形成的

这有点像气球——内部的气压试图给气球充气,而橡胶的张力试图给气球放气。两者之间是有平衡的。核反应产生的热量和引力的平衡使恒星长期保持这种平衡。然而,最终这颗恒星将耗尽它的氢和其他核燃料。

事实上,并不是这样:恒星的初始燃料越多,它燃烧得越快。这是因为恒星的质量越大,它抵抗重力的温度就越高。它越热,它的燃料使用就越快。我们的太阳大概足够燃烧50多亿年,但较重的恒星在1亿年内就可以用完它们的燃料,这比宇宙的年龄要短得多。

黑洞是如何在宇宙中形成的

当恒星耗尽燃料时,它开始冷却和收缩。如果一颗恒星的质量小于钱德拉塞卡极限,它就会变成褐矮星或白矮星。

但是如果一颗恒星的质量大于钱德拉塞卡极限,那么这颗恒星就会变成中子星或者黑洞。

所以宇宙中的黑洞大多是恒星坍缩形成的,也有一些黑洞是BIGBANG中强烈的能量挤压产生的“早期黑洞”。一开始,黑洞可以比恒星坍缩的黑洞小。两者的区别在于,前者是被能量压缩的黑洞,后者是恒星死亡,核聚变停止坍缩时形成的黑洞。

黑洞是如何在宇宙中形成的