黑洞:天体引力怪兽
什么是黑洞?
黑洞是一种引力极大的天体,其质量和体积都非常大。由于其强大的引力,连光线都逃不出去,因此被称为“无底深洞”。
黑洞的历史
最早提出黑洞概念的是英国地理学家约翰·米歇尔。他在 1783 年提出,一颗与太阳质量相近但直径仅为 3 千米的天体,其引力将大到光线都无法逃逸。
后来,法国物理学家拉普拉斯在 1796 年预言,一颗质量约为太阳的 250 倍、直径与地球相近的天体,其表面的引力将巨大到连光线都无法逃脱。
直到 20 世纪,爱因斯坦发表了广义相对论,我们才开始真正理解黑洞理论,包括黑洞形成的条件以及它们独特的物理特性。
黑洞的性质
黑洞是一个时空区域,其中引力极强,以至于任何物质或电磁辐射都无法逃逸。广义相对论预测,当质量足够大时,时空将弯曲,形成一个无法逃逸的区域边界,即“事件视界”。
目前尚未直接观测到黑洞,但我们可以通过其对周围时空的影响来推断其存在。例如,黑洞周围恒星的物质会落入黑洞,形成一个吸积盘。这些物质在被黑洞吞噬之前会释放出能量(X 射线),供我们观测到。
黑洞的形成
黑洞由大质量恒星在“死亡”后形成。当一颗恒星的核心耗尽氢气并开始聚变较重的元素时,它会经历一系列核聚变过程。当核心物质最终变成铁时,再也没有核聚变反应可以提供抵消引力的力,于是恒星开始向内坍缩,最终形成一个黑洞。
恒星形成黑洞有两个极限条件:
奥本海默-沃尔科夫极限:冷中子星的最大质量,约为太阳质量的 2.17 倍。超过此极限的中子星可能坍缩成黑洞。
史瓦西半径:当一个物体的质量被压缩到一个临界半径值时,它就会形成黑洞。例如,太阳的史瓦西半径约为 3 千米,大于或等于 3.2 倍太阳质量的物体,如果被压缩到其史瓦西半径以内,就会形成黑洞。
参考资料
[维基百科](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%BB%91%E7%AA%9F)
[天文学名词](https://term.ckcest.cn/search/?q=%E9%BB%91%E7%AA%9F)
[黑洞:无法逃脱的引力之谜](https://www.zhihu.com/question/19955333)
“Peering into the Dark Side: Magnesium Lines Establish a Massive Neutron Star in PSR J2215+5135”. doi:10.3847/1538-4357/aabde6/.
Ruiz, M.; Shapiro, S. L.; Tsokaros, A. (2018-01-11). “GW170817, general relativistic magnetohydrodynamic simulations, and the neutron star maximum mass”. Physical Review D. 97 (2). arXiv:1711.00473 Freely accessible. Bibcode:2018PhRvD..97b1501R. doi:10.1103/PhysRevD.97.021501.
Rezzolla, L.; Most, E. R.; Weih, L. R. (2018-01-09). “Using Gravitational-wave Observations and Quasi-universal Relations to Constrain the Maximum Mass of Neutron Stars”. Astrophysical Journal. 852 (2): L25. arXiv:1711.00314 Freely accessible. Bibcode:2018ApJ…852L..25R. doi:10.3847/2041-8213/aaa401.
文章作者:零度星系(天文在线)
审核人员:无
编辑用时:2018 年 09 月 10 日 – 2018 年 09 月 12 日
最后更新:2018 年 12 月 22 日星期六
注意:所有信息数据庞大,难免出现错误,欢迎指出错误所在,以便及时更正。

致谢

感谢您拨冗阅读本文,愿我们的分享能为您带来启发和见解。


免责声明

本文由天文在线原创撰写。如需转载,请务必获得授权,同时维护内容完整性并注明来源信息。