黑洞是什么性质的!固体,液体,气体,还是什么都不是?既然黑洞是恒星死亡以后,在引力的作用下塌缩,成一个极限的密度,和极限的引力,能使空间都扭曲.那么黑洞应该是个固体啊!为什么有人理
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/08 14:19:08
黑洞是什么性质的!固体,液体,气体,还是什么都不是?既然黑洞是恒星死亡以后,在引力的作用下塌缩,成一个极限的密度,和极限的引力,能使空间都扭曲.那么黑洞应该是个固体啊!为什么有人理
黑洞是什么性质的!固体,液体,气体,还是什么都不是?
既然黑洞是恒星死亡以后,在引力的作用下塌缩,成一个极限的密度,和极限的引力,能使空间都扭曲.那么黑洞应该是个固体啊!
为什么有人理解说黑洞是一个连接空间的媒介!那岂不是真的成了个洞!那不与它的本质发生了根本的变化(黑洞是恒星死亡的产物)!
恒星(可以成为黑洞的恒星)死亡,元素释放出来!物质塌缩,当恒星里面的元素释放到铁的时候(最稳定的元素)它就不再塌缩,那么铁是固体的!同理那么黑洞的性质也应该是固体的?还是其他的性质?
黑洞是什么性质的!固体,液体,气体,还是什么都不是?既然黑洞是恒星死亡以后,在引力的作用下塌缩,成一个极限的密度,和极限的引力,能使空间都扭曲.那么黑洞应该是个固体啊!为什么有人理
讲了半天,科幻的成分比较多,我也曾入迷的寻求过.
现在我负责任的告诉提问者,这个问题的答案现在地球人还不知道.
黑洞的机构;恒星的质量,用M ⊙作为单位,代表是太阳质量的多少倍。如果一个恒星的
质量小于等于10-3M ⊙,那么恒星就表现为行星的样子,其中静电力为主导,恒
星不会塌缩,在自己的燃料都消耗完后,成为一个真正意义上的行星。如果质量
比10-3M ⊙大,但是没有超过钱德拉塞卡极限:14 M⊙,那么引力就占主导,而
且恒星在它的晚年成为一个白矮星,继续消耗着自己...
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黑洞的机构;恒星的质量,用M ⊙作为单位,代表是太阳质量的多少倍。如果一个恒星的
质量小于等于10-3M ⊙,那么恒星就表现为行星的样子,其中静电力为主导,恒
星不会塌缩,在自己的燃料都消耗完后,成为一个真正意义上的行星。如果质量
比10-3M ⊙大,但是没有超过钱德拉塞卡极限:14 M⊙,那么引力就占主导,而
且恒星在它的晚年成为一个白矮星,继续消耗着自己的燃料。当燃料也消耗光了,
那么白矮星就结晶为一个黑矮星,继续存在着,做几乎完全的刚体运动。质量比
1.4 M ⊙大的恒星的命运就比较坎坷了。如果在在晚年爆发为红巨星的时候,将
过多的物质喷射出去,那么它将进入白矮星坟墓。如果喷射的物质不够多,那么
就会在爆发为红巨星后,迅速塌缩为一个白矮星,然后在极其短的时间内继续塌
缩下去,冲破电子简并压的极限,终结在中子星的坟墓中。中子星比白矮星更加
致密,也更加接近刚体。如果质量比2 M ⊙大许多,在爆发的时候喷射掉物质后
的质量仍然比2 M ⊙大,那么它将成为一个黑洞。
在白矮星和中子星系列中,原本恒星的电磁场的能量将保持不变,同时由于
表面积的缩小,磁力线会被挤压在一个十分小范围中,从而增加了磁场的强度。
脉冲星和超新星就是中子星和中子星和喷射出的物质的残留。
但是到了黑洞范围中,情况就不一样了。
在中子星和白矮星中,磁力线还是存在的,但是在黑洞内部,不存在磁力线。
所有的磁力线都被束缚在了视界上(膜规范)。不单单是磁力线,连恒星原
本的电荷都是类似电子一样完全均匀地分布在整个视界上的。向外发射的磁力线
在黑洞没有旋转的时候,和电子周围的电磁场分布一样,完全球对称。在黑洞旋
转的时候,由于视界成为了椭球,因而发生了相应的形变。但是整体上,黑洞和
基本粒子的电磁场分布几乎完全一样。
黑洞的视界周长与黑洞的质量成正比关系:,这里用周长而不用物体到黑洞
中心的距离,是因为如果黑洞存在,那么在黑洞周围的时空必定已经被黑洞的引
力拉成了非欧几里德的,而是黎曼的了。因而距离的概念已经没有了必要,视界
周长和轨道的周长取而代之,用来描述黎曼时空几何的弯曲程度。由于这里的时
空是弯曲的,因此牛顿的万有引力定律已经失效了,取而代之的是爱因斯坦的场
方程。我们这里仅仅使用其中的结果:
从这个公式,我们可以得到一个描述潮汐力(就是物体在相对接近和远离的
两个部位受到的引力的差)的公式:,其中的l 就是这两个部位之间的距离。
从这个公式,我们又可以知道什么呢?我们知道的是,当物体接近视界时,
物体所受到的潮汐力反比于黑洞质量的平方!也就是说,黑洞越重,那么它的潮
汐力越柔和!但是必须注意的是:我们这里说的潮汐力,而不是引力。潮汐力是
引力引起的物体两端的引力差。无论什么黑洞,他的引力是保持巨大无比不会变
的,变的是引力的变化率,以及这个变化率引起的潮汐力。
这里说的是黑洞的外部,现在来看看黑洞的内部。
在黑洞的内部,是量子理论的天下,相对论仅仅指明了一个模糊的方向,而
具体潮汐力、引力如何,是量子理论决定的。
在这里,奇点的混沌效应使得一切计算都是徒劳的,我们不可能知道潮汐力
在什么方向上以多大的力是拉还是压一个物体。我们可以做的,仅仅是说明一下,
质量越大的黑洞,内部的量子效应越柔和;距离奇点越远,你受到的平均潮汐力
越柔和。至于细节,我们无能为力。
但是也不是什么都不能说。
我们通过概率的计算,可以知道,在奇点周围,视界内的空间,随机的潮汐
力总在三个方向上不断交替地、比较有周期地来回拉扯、挤压着物体。这种力在
离奇点越近的地方越显著。在奇点这个位置,这种潮汐力的强度、变化周期都达
到了无限大,物体被完全撕裂了。
理论上,我们可以在一个质量十分大的黑洞中,十分舒服的来到距离奇点一
个特定的范围,期间,从你落入黑洞到达到这个位置,可能需要数十年的时间,
需要的时间与黑洞质量的平方成反比。
当然,即使是这样,物体在接近奇点,到达奇点周围的量子效应区域以后,
还是会被奇点的量子效应摧毁。但是无论黑洞的质量如何,奇点的量子效应的强
度是不会变的,因为奇点的“质量”是不变的。黑洞的质量在黑洞形成的同时,
其实已经被黑洞的奇点销毁了,但是由于引力的非线形效应,引力场的能量又形
成了引力场,从而使得引力场在黑洞内部不断叠加,因而使得黑洞被维持着没有
爆裂。由于一切引力效应来自引力的非线形,而黑洞的质量的贡献仅仅是决定了
这种非线形的程度,因而在奇点周围的量子效应的时空其实在任何质量的的黑洞
内部都是一样的。
奇点的量子效应,使得物体在到达奇点前先被越来越大的量子效应完全撕成
了小个体(大小由量子混沌潮汐力效应的强度决定),然后,一般在达到奇点以
前就已经整个被奇点的混沌潮汐力摧毁,成为了基本粒子。这些基本粒子如夸克
这样被强核力牢牢束缚着的基本粒子才可能熬到直接面临奇点的时候,但是即使
是强力,在巨大引力效应和量子混沌效应的作用下,还是难逃被支解的命运,成
为了纯粹的物质弦。随后可能通过史瓦西喉被抛到了外部空间,可能成为后来量
子蒸发的材料,可能形成了子宇宙,可能在奇点周围不断游荡,可能成为了纯粹
的能量,以潮汐力的形式继续存在,可能成为了纯能量以引力波的形式辐射掉,
可能……总之,形成黑洞的恒星被所形成的黑洞摧毁了,不在对黑洞的引力提供
任何贡献了。黑洞中引力的来源,在奇点形成以后,主要就是来自于引力的非线
形结构。这个会在下文介绍相对论的时候介绍到引力的非线形,在介绍到量子理
论的时候介绍到引力子的自作用。
当然,这个是量子引力——弯曲时空的量子场定律——所给的黑洞内部的描
写,但不是最终描写。物体在达到黑洞的时候可能会得到转机,可能在黑洞内部
真的存在史瓦西喉——虫洞;也许在你达到黑洞以前就会在一个转动黑洞周围被
撕裂的空间吸走;也许你在达到奇点时,会进入一个子宇宙,在时空组中荡漾…
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楼上二位好罗嗦。黑洞只不过是一个星体罢了,只是质量太大,重力太大,而由于密度太大,所以半径并不是太大,所以连光经过时都无法达到第一宇宙速度而脱离。
既然密度大,当然全是固体了。
黑洞是一个时空的黑暗区,由一些质量颇大的星体经重力塌缩后,所剩余的东西就成了黑洞。它的基本特徵是有一个封闭的视界,这视界就是黑洞的边界,一切外来的物质和辐射可以进入这视界以内,但视界内任何物质都不能从里面跑出来。我们可用一句”有入无出”来形容它.
黑洞产生之谜?
当一颗质量相当大的星体之核能耗尽(超新星爆发)后,残骸质量比太阳质量高3倍的恒星核心会演化成黑洞(若中子星有伴星,而...
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黑洞是一个时空的黑暗区,由一些质量颇大的星体经重力塌缩后,所剩余的东西就成了黑洞。它的基本特徵是有一个封闭的视界,这视界就是黑洞的边界,一切外来的物质和辐射可以进入这视界以内,但视界内任何物质都不能从里面跑出来。我们可用一句”有入无出”来形容它.
黑洞产生之谜?
当一颗质量相当大的星体之核能耗尽(超新星爆发)后,残骸质量比太阳质量高3倍的恒星核心会演化成黑洞(若中子星有伴星,而中子星吸收足够伴星的物质,也能演化成黑洞)。在黑洞内,没有任何向外力能维持与重力平衡,因此,核心会一直塌缩下去,形成黑洞。
当物质掉进了事界,纵使以光速计算,也不能再走出来。
爱因斯坦以几何角度把黑洞解释为空间扭曲的洞,物质随空间而行,如果空间本身就是洞,是没有物质可逃出的。
黑洞分为四种:
恒星演化出来的黑洞、原始黑洞、重量级黑洞和研究中的中量级黑洞。
黑洞也有界限?
当一个黑洞形成后,所有物质都会向中心塌缩成一个非常细小的质点,称为奇点,黑洞的表面层称为「事件穹界」。
而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦半径。任何物质要从黑洞的史瓦半径跑到外面去,它的逃离速度便要大於光速。
但根据狭义相对论,光速是速度的极限,因此,一切物质到了事件穹界便扯向中心的奇点,永不能逃出来。
黑洞是看不见的吗?
黑洞是个因为重力太强以致连速度最快的光也无法脱离的天体。黑洞周围的时空也受到重力的影响而扭曲,产生了一个"事地平面",任何物质只要被它吞噬就再也逃脱不出这范围,它的半径称为"重力半径"。由於连光也无法脱离,所以无法看到事象平面之内侧。
黑洞之发现?
於1990年4月27日,哈勃太空望远镜 Hubble Space Telescope的启用,为人类探索太空揭开了新的一页,虽然在制造时出了错误,使影像大打折扣,可是仍对天文学有莫大的贡献。
近来,人类对一直只是存在於理论范畴内的黑洞,已透过哈勃太空望远镜,有了进一步的证据。於仙女座大星系M31附近的M32发现了一个质量大於太阳三百万倍的黑洞。M32是在我们的银河系附近,距离地球2.3百万光年的星系。它是人类所知密度最高的星系,於直径只有一千光年的范围内(我们的银行河系直径约十万光年),包含了四百万颗星,中心和密度是我们的银河系100个一百万倍左右。假设你生活於M32中心的行星上,你会见到一个密布星光的夜光,光度比一百倍满月还要亮。科学家是由星星於该星系的活动,及其中心密度而推测的。此星系内之星星移动速度较其它一般星系每秒快了100公里。
齐来寻找黑洞吧!
由於黑洞不能发出光线,体积又非常细小,所以是不可能用天文望远镜规测得到地的。但根据理论,如果一对双星中的伴星是黑洞,那麼主星的物质被吸引向黑洞而形成一个吸积环。由於吸积环的物质互相摩刷而引起高温,因而辐射X光线。於是,黑洞搜索者就将重点於X射线密近双星上。
1962年,人们探测所得,位於天鹅座鹅颈内有一股X射线,并将该源命名为是非常有可能是一黑洞。天鹅座X-1是一 X射线源,它的一颗子星 是超蓝巨星,那可能是黑洞而看不见的子星质量。
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