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恒星坍缩能成为黑洞,需要多大的质量才有可能?
大质量恒星死亡时会发生超新星大爆发,抛弃大部分质量,中心部分在巨大引力作用下无限坍塌,最终所有物质压缩到一个密度无限大、曲率无限大、体积无限小的奇点中。
这个奇点引力影响周围一片时空,在其史瓦西半径内,任何物质一旦落入其中,就无法逃脱,连光也不例外,这就是"黑洞"。
所谓大质量天体,一般是指达到太阳质量的30倍以上的天体,这种恒星的寿命一般都不长,在几百万年到一亿年之间。
而我们的太阳类似的黄矮星,寿命在100亿年左右,比太阳小的红矮星,寿命就有几百、几千甚至几万亿年。
红矮星由于寿命特长,甚至超过宇宙寿命,而宇宙现在年龄才138亿岁,因此还没有发现有垂死的红矮星。但科学预测认为,红矮星晚年消耗掉氢元素,并没有能力点燃中心的氦聚变,最终的宿命是熄灭成为一个黑矮星。
太阳类的黄矮星生命后期变成一个红巨星,半径膨胀200~300倍,最终外围物质消散在太空,中心部分坍缩成一个白矮星。
中等质量恒星,就是大于太阳质量8倍到29倍的恒星,最终会发生超新星爆发,抛去大部分物质,中心一部分物质坍缩成为一个只有10~20公里半径,却有太阳质量1.35倍~2.1倍的中子星。
中子星的质量超过奥本海默-沃尔可夫极限(1.5-3.0倍太阳质量),就会继续坍缩成为一个黑洞。
黑洞是宇宙中的极端天体,人类通过其对周边时空的扭曲扰动,才能探测到它的存在,在其引力范围内,是空空如也的一片漆黑,什么也看不到。
科学研究普遍共识认为,黑洞中心是一个体积无限小趋于零的奇点,这个奇点有着无限的曲率和密度,人类的所有物理理论和认知都在这里失效,因为那个奇点已经不是我们世界的东西了,是一个超时空的玩意。
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2024-09-29 广告