黑洞的形成过程是怎样的?黑洞是质量比较大的恒星坍缩形成的.但是它的物质发生了什么样的变化?能详细介绍下么?
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/09/02 07:22:41
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黑洞的形成过程是怎样的?黑洞是质量比较大的恒星坍缩形成的.但是它的物质发生了什么样的变化?能详细介绍下么?
黑洞的形成过程是怎样的?
黑洞是质量比较大的恒星坍缩形成的.但是它的物质发生了什么样的变化?能详细介绍下么?
黑洞的形成过程是怎样的?黑洞是质量比较大的恒星坍缩形成的.但是它的物质发生了什么样的变化?能详细介绍下么?
我尽量解释的浅一点吧.提醒一下,这里面的所谓的粒子一个挨一个的推起来,只是帮助理解,实际状态要复杂得多.
学过初中物理应该知道,气体是可以压缩的,而固体是不可以压缩的.气体可以压缩是因为气体分子之间有很大的空隙,只要外界压力足以克服分子的热运动,就可以压缩气体.但是固体的分子之间间隙很小,几乎是一个挨一个堆起来的,所以不能压缩.
但是这并不绝对,如果有足够的高压,能够把分子压碎,那么固体也可以被压缩.偏偏在太阳当中,由于高温高压,不要说分子,连原子都被分解了.只剩下自由的电子和裸露的原子核.我们都知道在中学物理课本里面是这样介绍原子核的:如果说一个原子有一栋楼那么大,那么原子核就只有樱桃那么大.那么很明显,太阳中的物质完全可以被压缩到一个挨一个的原子核堆起来的程度,密度比正常的固体还要大无数倍.
但是实际上在太阳中,物质并不会被压缩到这种程度,因为太阳中心的温度很高,原子核在以极高的动能运动着.这个状态就有点像气体,温度越高就越难压缩.
随着太阳的燃料耗尽,它终将逐渐冷却下来,冷却的太阳自然就可以被压缩了.一直会被压缩到“电子简并态”.这个状态你可以理解为一个挨一个的原子核堆起来了.这就叫做白矮星.
那么白矮星的物质还能不能被压缩呢?可以,只要压力足够大,连原子核也被压碎,把电子压到质子里面去,这时候所有的质子都变成了中子.最后的状态就是“中子简并态”,这时候你可以理解为一个挨一个的中子堆起来的状态.这叫做中子星.
那么中子星还能不能压缩,可以,只要把中子压碎.这时候再也没有更小的基本粒子可以抵抗那么大的压力了,最终所有的物质都被无限制的压缩下去,体积无限小,密度无限大,最后连光子都被收进去了,这就是黑洞.
所以我们可以看到,从气体,固体,恒星,白矮星,中子星,到黑洞,在物质状态变化中起决定性作用的就是压力.压力从哪里来?
万有引力.
质量大的天体万有引力就大,内部压力也就大.质量足够大,天体就能变成白矮星,再大,就能变成中子星,更大,就能变成黑洞.
其中的过程我就不细说,
其实恒星的死亡有三种形态,包括白矮星,中子星和黑洞,黑洞只是恒星死亡的一个形态,最终形成哪种形态其实取决于该恒星的最初质量,小于1倍太阳质量的最初质量恒星死亡后由于坍缩会形成白矮星,大于1倍小于4倍太阳质量坍缩时会把电子压入原子核与质子中和形成中子最终形成高度致密的中子星,而如果大于4倍太阳质量时,甚至会将原子核压得粉碎,最终形成所谓的黑洞,具体坍缩过程可以看楼上的回答,我也记得不太详细了,看对楼...
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其实恒星的死亡有三种形态,包括白矮星,中子星和黑洞,黑洞只是恒星死亡的一个形态,最终形成哪种形态其实取决于该恒星的最初质量,小于1倍太阳质量的最初质量恒星死亡后由于坍缩会形成白矮星,大于1倍小于4倍太阳质量坍缩时会把电子压入原子核与质子中和形成中子最终形成高度致密的中子星,而如果大于4倍太阳质量时,甚至会将原子核压得粉碎,最终形成所谓的黑洞,具体坍缩过程可以看楼上的回答,我也记得不太详细了,看对楼主有帮助没
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楼主想知道的是过程还是物质形态?
物质变化主要有三个阶段:白矮星即电子简并压阶段,原子被压碎,电子充斥电子核之间的空间,靠电子力抵消重力,中子星阶段即中子简并压阶段,电子被压进质子,靠中子自身的核力(可以理解成中子自身的抗压力)抵消重力。然后就是黑洞阶段,没有任何已知粒子能抵消重力,目前认为无限坍缩,但只是一种比较科学的猜测。但如果存在一种更微小更稳定的粒子,也是可能保持在一个水平上的。但...
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楼主想知道的是过程还是物质形态?
物质变化主要有三个阶段:白矮星即电子简并压阶段,原子被压碎,电子充斥电子核之间的空间,靠电子力抵消重力,中子星阶段即中子简并压阶段,电子被压进质子,靠中子自身的核力(可以理解成中子自身的抗压力)抵消重力。然后就是黑洞阶段,没有任何已知粒子能抵消重力,目前认为无限坍缩,但只是一种比较科学的猜测。但如果存在一种更微小更稳定的粒子,也是可能保持在一个水平上的。但这是假想,因为目前技术无法描述更微观的世界,也就是目前的物理定律在黑洞附近是完全失效的。
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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...
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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。 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。
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说简单点,就是一个质量在3.2倍太阳质量以上的恒星,在晚年时由于自身的引力,使自己不断收缩,引力越来越大,最后坍缩成一个奇点。轻元素变成重元素,密度越来越大。到了奇点时密度为无限大。
从人们知道的东西变成了人们不知道的东西.
我想你应当知道物体被吸进黑洞会往中心掉吧.那么大量的物质全聚到一起,密度高得不可思议(经典黑洞理论其实说这个密度是无穷大).
人们知道的各种密度下的物体性质如下:
<<1g/cm^3-1g/cm^3 气体 ;1g/cm^3-20g/cm^3常见的液体或者固体 ;20g/cm^3-白矮星密度,原子核和电子是分开的;中子星密度,电子被压...
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从人们知道的东西变成了人们不知道的东西.
我想你应当知道物体被吸进黑洞会往中心掉吧.那么大量的物质全聚到一起,密度高得不可思议(经典黑洞理论其实说这个密度是无穷大).
人们知道的各种密度下的物体性质如下:
<<1g/cm^3-1g/cm^3 气体 ;1g/cm^3-20g/cm^3常见的液体或者固体 ;20g/cm^3-白矮星密度,原子核和电子是分开的;中子星密度,电子被压近原子核只剩核子;密度再稍高些,可能全是夸克状态;再高很多很多,人们不知道是什么了,而黑洞里物质所在地方的密度就在这个人们不知道是什么的密度下。
一般认为恒星塌缩成黑洞时,先会在中心形成中子星差不多的核,越来越多的东西掉到核上,使得质量越来越大,最后大于中子星可以支撑的质量,就继续塌缩成黑洞,所有东西掉到黑洞中心成为以上说的 人们不知道的东西.
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