宇宙黑洞是什么形成的?

宇宙黑洞是什么形成的?
宇宙黑洞是什么形成的?

宇宙黑洞是什么形成的?
黑洞的形成
中新网1月24日电以色列和美国的两位天体物理学家在23日出版的英国《自然》杂志上宣布,他们首次发现了类星体周围暗物质晕存在的证据,这将有助于解释类星体的一些特征和形成过程
黑洞是一种体积极小、质量极大的天体,在其强大的引力下,连光也无法逃逸.黑洞有大小之分,天文学家们通常将质量相当于太阳3．5倍至15倍的黑洞称为恒星级黑洞,这类黑洞据认为在大质量恒星垂死之际的猛烈超新星爆发中诞生.
黑洞的性质不能用常理的观念思考,但是它的原理中学生都能接受.黑洞形成的必要条件就是：一个巨大的物体,集申在一个极小的范围.晚期的恒星恰巧具备了这样的条件.当恒星能量衰竭时,高温的火焰不能抵消自身的重力,逐渐向内聚合,原子收缩——牛顿法则起作用了：恒星进入白矮星阶段,体积变小,亮度惊人.白矮星进一步内聚,最后突变城一个点,整个过程不到1秒.在我们看来恒星消失了,一个黑洞诞生了.
一个像太阳这样大的恒星自身引力如此之大,可能最终收缩成一个高尔夫球,甚至”什么都没有〃.由于无限大的密度,崩坍了星体具有不可思议的引力,附近的物质可能被吸进去,甚至光线都不能逃脱——这是看不见它的原因.这个深不可测的洞,就被称为”黑洞〃.科学家相信大多数星系的中心都有黑洞,包括我们身在其中的银河系.根据相对论,90%的宇宙都消失在黑洞里.所以一种令人吃惊的说法是:”无限的黑洞乃是宇宙的本身〃.
黑洞里面有什么?只能从理论上推测.假如一位勇敢的人驾驶飞船奔向黑洞,他感觉到的第一件事就是无情的引力.从窗口望出去是周围星光衬托下一个平底锅似的圆盘,走得更近了,远方似乎宽广的”地平线〃发出X光,包围着深不可测的黑洞.光线在附近扭曲,形成一个光环.这时宇宙员要返航已来不及了,双脚引着他向黑洞中心飞去,头和脚之间巨大的引力差使他如同坐在刑具台上,远在”地平线〃以外3000英里,引力就把他撕碎了.
类星体是宇宙中最遥远、最明亮的天体,有的类星体释放出的能量超过1000个普通星系所释放能量的总和.对于类星体的本质,天文学家曾有过许多设想.目前比较流行的解释是,类星体是剧烈活动的星系核心,在那里存在着质量可能超过10亿颗恒星的超巨型中央黑洞,正在吞食周围的气体尘云.
但这个解释存在一定问题,类星体是非常遥远亦即非常古老的天体,有的类星体在百亿光年以外,它们的年龄必定超过一百亿年,否则其光芒便不可能到达地球.这意味着,一些类星体在宇宙大爆炸之后不到几十亿甚至十亿年就诞生了,这么短的时间不足以使星系和超巨型黑洞在原初气体尘云中诞生.
法国和阿根廷天文学家宣布,他们利用“哈勃”太空望远镜在银河系内观测到一个“逃跑”中的黑洞,为黑洞形成与超新星爆发之间的相关性提供了新的有力证据.
这个黑洞代号为“GRO J1655－40”,它似乎没有闲庭信步的情绪,而是像出膛的炮弹一样在飞奔,时速达到40万公里,相当于邻近恒星运动速度的5倍.
一些科学家利用暗物质来解决这个问题,他们认为星系不仅包含我们能观察到的物质,还包括大量无法看到的物质.目前人们尚不清楚暗物质究竟是什么,但它的引力作用对于星系的稳定存在很重要.如果类星体及其宿主星系周围存在暗物质晕,就可以解释为什么类星体出现得如此之快.
他们认为,作为超巨型黑洞的类星体吞食周围气体时,会与暗物质晕的边缘相撞,产生激波.撞击使气体迅速加热,气体中不带电的原子分解成为带电离子.类星体发出的光本来有一些会被气体吸收,只不过气体在离子化之后就变得透明了.类星体与暗物质晕撞击导致气体突然变得透明,会在类星体的光谱特征中反映出来.科学家表示,他们分析了两个遥远类星体的光谱之后,发现了理论所预示的这种变化.他们还据此估计出了有关暗物质晕和黑洞的大小.

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高密度而产生的力量，使得 黑洞
任何靠近它的物体都会被它吸进去。 亦可以...

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黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高密度而产生的力量，使得 黑洞
任何靠近它的物体都会被它吸进去。 亦可以简单理通常恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，发生裂变、聚变。由于恒星质量很大，裂变与聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于裂变与聚变，氢原子内部结构最终发生改变，破裂并组成新的元素——氦元素。接着，氦原子也参与裂变与聚变，改变结构，生成锂元素。如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至铁元素生成，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定不能参与裂变或聚变，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。 跟白矮星和中子星一样，黑洞可能也是由质量大于太阳质量20倍的恒星演化而来的。 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。 物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积很小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），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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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。
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...

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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。
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，直至成为一个体积很小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径)，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。
【黑洞的产生】
[编辑本段]
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。任何靠近它的物体都会被它吸进去，黑洞就变得像真空吸尘器一样．
亦可以简单理通常恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，发生裂变、聚变。由于恒星质量很大，裂变与聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于裂变与聚变，氢原子内部结构最终发生改变，破裂并组成新的元素——氦元素。接着，氦原子也参与裂变与聚变，改变结构，生成锂元素。如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至铁元素生成，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定不能参与裂变或聚变，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。
跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由质量大于太阳质量20倍的恒星演化而来的。
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，直至成为一个体积很小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径），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。
根据科学家计算,一个物体要有每秒中七点九公里的速度,就可以不被地球的引力拉回到地面,而在空中饶着地球转圈子了.这个速度,叫第一宇宙速度.如果要想完全摆脱地球引力的束缚,到别的行星上去,至少要有11.2km/s的速度,这个速度,叫第二宇宙速度.也可以叫逃脱速度.这个结果是按照地球的质量和半径的大小算出来的.就是说,一个物体要从地面上逃脱出去,起码要有这么大的速度。可是对于别的天体来说,从它们的表面上逃脱出去所需要的速度就不一定也是这么大了。一个天体的质量越是大,半径越是小,要摆脱它的引力就越困难,从它上面逃脱所需要的速度也就越大.
按照这个道理,我们就可以这样来想:可能有这么一种天体,它的质量很大，而半径又很小,使得从它上面逃脱的速度达到了光的速度那么大。也就是说,这个天体的引力强极了,连每秒钟三十万公里的光都被它的引力拉住，跑不出来了。既然这个天体的光跑不出来,我们然谈就看不见它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的，任何物质运动的速度都不可能超过光速.既然光不能从这种天体上跑出来,当然任何别的物质也就休想跑出来.一切东西只要被吸了进去，就不能再出来，就象掉进了无底洞,这样一种天体，人们就把它叫做黑洞.
我们知道，太阳现在的半径是七十万公里。假如它变成一个黑洞,半径就的大大缩小.缩到多少?只能有三公里.地球就更可怜了,它现在半径是六千多公里.假如变成黑洞，半径就的缩小到只有几毫米.那里会有这么大的压缩机，能把太阳 地球缩小的这么!这简直象<天方夜谭>里的神话故事,黑洞这东西实在太离奇古怪了。但是，上面说的这些可不是凭空想象出来的,而是根据严格的科学理论的出来的.原来,黑洞也是由晚年的恒星变成的,象质量比较小的恒星,到了晚年，会变成白矮星；质量比较大的会形成中子星.现在我们再加一句,质量更大的恒星,到了晚年，最后就会变成黑洞.所以，总结起来说,白矮星 中子星和黑洞,就是晚年恒星的三种变化结果.
现在,白矮星已经找到了，中子星也找到了，黑洞找到没有?也应该找到的.主要因为黑洞是黑的，要找到它们实在是很困难。特别是那些单个的黑洞，我们现在简直毫无办法。有一种情况下的黑洞比较有希望找到，那就是双星里的黑洞.
双星就是两颗互相饶着转的恒星.虽然我们看不见黑洞，但却能从那颗看的见的恒星的运动路线分析出来.这是什么道理呢?因为,双星中的每一个星都是沿着椭圆形路线运动的,而单颗的恒星不是这样运动。如果我们看到天空中有颗恒星在沿椭圆形路线运动,却看不到它的'同伴',那就值得仔细研究了。我们可以把那颗星走的椭圆的大小，走完一圈用的时间，都测量出来.有了这些，就可以算出来那个看不见的'同伴'的质量有多大。如果算出来质量很大，超过中子星能有的质量，那就可以进一步证明它是个黑洞了。
在天鹅星座，有一对双星，名叫天鹅座X-1.这对双星中，一颗是看的见的亮星,另一颗却看不见.根据那可亮星的运动路线.可以算出来它的'同伴'的质量很大,至少有太阳质量的五倍.这么大的质量是任何中子星都不可能有的.当然，除这些以外还有别的证据。所以,基本上可以肯定，天鹅座X-1中那个看不见的天体就是一个黑洞.这是人类找到的第一个黑洞。
另外,还发现有几对双星的特征也跟天鹅座X-1很相似，它们里面也有可能有黑洞。科学家正对它们作进一步的研究. “黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。

收起

超大质量恒星核聚变反应接近尾声时，聚变能量不足以提供其自身引力而引发坍缩，从而形成黑洞。如果恒星质量够大会形成白矮星。