黑洞是怎样形成的

黑洞是怎样形成的？~

简单的说，黑洞是星体的引力塌陷，也就是爆炸形成的。星体的引力塌陷后会形成一个奇点，奇点的质量很大，密度很高。
根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。
而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
黑洞的形成与宇宙大爆炸有关，物理学家史蒂芬·霍金解释说，当一个”白洞”和一个“黑洞”与它们周围的环境达到热平衡时，白洞与黑洞会吸收和放射出等量的放射物，所以白洞和黑洞”是相互联系在一起的，很有可能将黑洞倒置过来就是一直在寻找的白洞了。

扩展资料：
在宇宙中有一些引力非常大却又看不到任何天体的区域，称之为黑洞。黑洞是位居宇宙空间和时间构造中的一些深不见底的类似井状的东西，具有极大的吸引力，包括光在内的任何物体都无法逃脱被吸入的命运。
这就使得人们对于黑洞的研究变得异常困难：它既不向外散发能量，也不表现出任何形式的能量，人们根本无法看到它。因此，人们对于黑洞的研究就象是对一种看不见的东西进行研究。
宇宙旋涡场按大小分为如下八种：
U旋涡场：又叫宇宙旋涡场，它的范围包括整个宇宙。
S旋涡场：又叫星糸团旋涡场，它的范围包括整个星糸团。
A旋涡场：又叫叫星系旋涡场，它的范围包括整个星系。
B旋涡场：又叫星团旋涡场，它的范围包括整个星团。
C旋涡场：又叫恒星旋涡场，它的范围被局限于恒星周围，包括所有行星的运行轨道。
D旋涡场：又叫行星旋涡场，它的范围被局限于行星周围，包括所有卫星的运行轨道。
E旋涡场：又叫卫星旋涡场，它的范围被局限于卫星周围。
F旋涡场：比E类旋涡场小的旋涡场。

太阳属于小质量恒星，目前处于青状年时期。恒星一生的历程由其质量决定。首先，质量越大，恒星寿命越短。其次，走向老年衰亡期时质量等级不同的恒星会走不同的路。
像太阳这样的小质量恒星会首先体积膨胀，变为红巨星，然后向内坍塌同时向外抛洒物质变为白矮星。而大质量的恒星则变为红超巨星，然后变为中子星。质量更大的恒星才会变成黑洞。太阳质量还不够大，所以就不会变成黑洞。
按组成来划分，黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞，二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成，它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转，其内部产生巨大的负压以吞噬物体，从而形成黑洞。
暗能量黑洞是星系形成的基础，也是星团、星系团形成的基础。物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成，具有巨大的质量。
当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时，我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大，可以有太阳系那般大。但物理黑洞的体积却非常小，它可以缩小到一个奇点。 ；另外还有白洞与之相对。
参考资料：百度百科——宇宙黑洞论

黑洞不再是个单纯的理论上的推断, 作为一种真实存在的可信度越来越高．科学家们在着手于星空中寻找黑洞的同时, 开始了对黑洞的形成机理的研究．

　　自古以来, 天文学家们就致力于星体的一生的研究．恒星最初是由作为星际物质浮游于宇宙中的尘埃聚集而成的．太阳就是一个典型, 它的内部发生着由氢原子核结合成氦原子核的聚变, 那里的温度高达数千万度, 但是太阳的表面温度却只有六千度左右, 这样的状态最稳定, 恒星在该状态下能够维持数十亿年．

　　最终核聚变将从中心部向外扩展, 恒星开始膨胀, 成为很明亮但温度却不那么高的状态, 这就是红巨星．

　　在这个变化过程中, 巨星内部的氦开始凝缩, 凝缩产生的能量又使温度再次升高, 当蓄积的能量超过极限时, 就会发生大的爆炸, 在发出光的同时恒星缩小, 这就是新星．从字义上看新星似乎是新的星, 其实不然, 它来自略带陈旧感的红巨星, 是老龄之星．最终, 星体中心部的氦原子核进一步凝缩成铁原子之类的低能量物质．

　　新星在引力作用下进一步塌缩, 成为中心处具有相当高温度的白矮星．在经典理论中, 白矮星就是恒星一生的终结, 随着核物理学的发展, 科学家们发现还能进一步形成中子星．

　　具有一定质量的恒星将成为密度很高的白矮星, 之后星体由于自重进一步塌缩, 使得原子全部被压碎, 核外电子与原子核里的质子相结合变成了中子, 整个星体成为只有中子的原子核的集合……可以说此时星体本身就是一个巨大的原子核．

　　中子星的密度大约是每立方厘米1012 克．一块方糖大小的物质重达一百万吨, 相当于好几艘当今世界上超级油轮的运力．如果中子星再进一步塌缩, 其密度再增大一千倍、一万倍……时, 就将成为黑洞．

　　但是, 最近的研究成果表明, 恒星的一生并不一定都按照上述的过程进行．质量小于太阳的8 倍的恒星, 其能量在宇宙中散失后, 成为白矮星然后冷却下去．质量在太阳的8 倍以上、20 (或30) 倍以下的恒星, 即使是在新星爆发后, 仍然具有很大的能量, 它将经过长期的演化最终成为中子星, 但是还不具备更强的塌缩能力．

　　研究表明, 中子星的半径多在10 公里左右．大于该范围的星最后将变成黑洞, 成为吸收一切物质的宇宙之洞．但是, 对于上述根据天体初期的质量去预测它的晚期的方法, 存在着不同的观点 (很多人认为初始质量为太阳的2—3 倍的恒星也有可能变成黑洞) , 因此我们还不能断言哪一种方法是绝对可以信赖的．宇宙学的研究之难, 由此可以略见一斑．

黑洞不再是个单纯的理论上的推断, 作为一种真实存在的可信度越来越高．科学家们在着手于星空中寻找黑洞的同时, 开始了对黑洞的形成机理的研究．

　　自古以来, 天文学家们就致力于星体的一生的研究．恒星最初是由作为星际物质浮游于宇宙中的尘埃聚集而成的．太阳就是一个典型, 它的内部发生着由氢原子核结合成氦原子核的聚变, 那里的温度高达数千万度, 但是太阳的表面温度却只有六千度左右, 这样的状态最稳定, 恒星在该状态下能够维持数十亿年．

　　最终核聚变将从中心部向外扩展, 恒星开始膨胀, 成为很明亮但温度却不那么高的状态, 这就是红巨星．

　　在这个变化过程中, 巨星内部的氦开始凝缩, 凝缩产生的能量又使温度再次升高, 当蓄积的能量超过极限时, 就会发生大的爆炸, 在发出光的同时恒星缩小, 这就是新星．从字义上看新星似乎是新的星, 其实不然, 它来自略带陈旧感的红巨星, 是老龄之星．最终, 星体中心部的氦原子核进一步凝缩成铁原子之类的低能量物质．

　　新星在引力作用下进一步塌缩, 成为中心处具有相当高温度的白矮星．在经典理论中, 白矮星就是恒星一生的终结, 随着核物理学的发展, 科学家们发现还能进一步形成中子星．

　　具有一定质量的恒星将成为密度很高的白矮星, 之后星体由于自重进一步塌缩, 使得原子全部被压碎, 核外电子与原子核里的质子相结合变成了中子, 整个星体成为只有中子的原子核的集合……可以说此时星体本身就是一个巨大的原子核．

　　中子星的密度大约是每立方厘米1012 克．一块方糖大小的物质重达一百万吨, 相当于好几艘当今世界上超级油轮的运力．如果中子星再进一步塌缩, 其密度再增大一千倍、一万倍……时, 就将成为黑洞．

　　但是, 最近的研究成果表明, 恒星的一生并不一定都按照上述的过程进行．质量小于太阳的8 倍的恒星, 其能量在宇宙中散失后, 成为白矮星然后冷却下去．质量在太阳的8 倍以上、20 (或30) 倍以下的恒星, 即使是在新星爆发后, 仍然具有很大的能量, 它将经过长期的演化最终成为中子星, 但是还不具备更强的塌缩能力．

18、能量转化物质和星系的演化
一、光和磁生成自旋光子
太阳光在遇到地球磁场时，会生成物质和反物质。物质和反物质都是自旋光子，自旋方向不同。一个逆时针自旋光子就是一个电子。两个相同取向的电子形成一个自旋中子，自旋中子离心生成一个电子和一个质子，所以质子和电子一样。自旋中子以相反取向形成中子对。中子个数的不同就组成了不同原子。
实验室中，在真空下，利用激光脉冲，从球面对射于球心。不同条件下将生成不同原子。利用半球形激光脉冲，还可以在特定坐标生成原子，直接制造任意形状的金属板。
二、黑洞为什么不发光
1、热的物体会发光
原子内中子的偏振就是热，也可以说热是自旋光子的偏振。如果用温度来度量热的话，那么温度越高，中子的偏振程度越高。中子由自旋光子组成。所以热是自旋光子的偏振，和光子的偏振一样，光子的偏振传递就是光。光和热的转化是光子和自旋光子的偏振传递，偏振是通过光子的磁性以光速来传递的。
2、黑洞的温度接近绝对零度
黑洞之所以不发光，是由于其温度接近绝对零度，在这一温度下，组成黑洞的自旋光子不发生偏振，也就不会引发光子偏振。
三、在绝对零度下，光子生成自旋光子，自旋光子生成黑洞
在没有光子偏振的空间中，光子会以相反取向配对，形成光子对，以抵消光子的磁性。光子对是一个动态过程，总有光子对中的光子会被其他光子替换，这一过程会生成自旋光子。
1、非绝对零度下的自旋光子会形成原子
在非绝对零度下，当光与光相遇后，会生成单极球形磁泡。单极球形磁泡即球心为一极，球面为另一极的磁场。光与磁可以生成自旋光子。两个自旋光子会以相同取向，以其自旋轴形成的环形磁场而互相吸引。这样的结构在非绝对零度下（即有温度），就是一个自旋中子，自旋中子会组成原子。
2、绝对零度下的自旋光子会形成黑洞
但是，在绝对零度下，两个自旋光子以相同取向，以其自旋轴形成的环形磁场吸引而结合后，会继续与其他自旋光子以相同方式结合。这就开始了黑洞的形成。
黑洞从形成开始，就具有几乎和自旋中子一样高的自旋速度。刚形成的黑洞的磁场强度相当于一个中子的磁场强度。但是，随着越来越多的自旋光子以相同磁场取向与黑洞结合，黑洞磁场会越来越强。
四、黑洞质量是逐渐增加的
1、旋转的黑洞磁场加速自旋光子的生成
自旋光子是在光子对中的光子，被其他光子替换的过程中生成的。由于黑洞具有旋转的磁场，会磁化周围空间，这同样会加速光子对中的光子被替换的速率，即提高了自旋光子的生成速率。新生成的自旋光子，会向高磁场方向运动，离黑洞越近，磁场强度越高。即新生成的自旋光子被黑洞吸引，增加了黑洞质量。
2、光和黑洞磁场会生成自旋光子
黑洞会吸收光，但光不会到达黑洞表面。由于黑洞具有超强的高速旋转的磁场，进入黑洞磁场的光会生成自旋光子。新生成的自旋光子被黑洞吸引，增加了黑洞质量。
当光进入具有温度的天体的磁场时，同样会生成自旋光子，比如地球和彗星。但是，这些自旋光子在非绝对零度下，会形成电子，中子，原子。当然，也可以生成反物质。
3、原子或天体被黑洞吸引
在高磁场下，原子之间的磁性会增加。所以，天体靠近黑洞磁场时，首先会因为原子间增加的磁性而缩小，看上去就好像被压缩了。天体在压缩的过程同时被磁化，使所有自旋光子取向与磁场相同。当天体落入黑洞时，天体已经被压缩成和黑洞密度一样大的，完全由自旋光子组成的非原子结构，其磁场取向与黑洞磁场取向相同。
五、黑洞结构
黑洞直接由自旋光子以相同取向组成，黑洞不具有原子和中子结构。由于磁力线是光子（不是自旋光子）的定向排列，所以，黑洞也可看作，直接由自旋的磁力线组成。但自旋的磁力线是不存在的。
六、高速旋转的黑洞磁场与扭曲的磁力线
黑洞从生成开始，就以与自旋中子一样快的角速度旋转。随着黑洞质量增加，其磁场范围扩大，黑洞磁场与黑洞同步旋转。黑洞磁场的旋转，会带动被磁化的空间一同旋转，这就会增加黑洞旋转的阻力。随着黑洞磁场越来越大，这种阻力也越来越大，使得磁力线在黑洞赤道面，被拉伸成几乎与赤道平行。
观测到的黑洞向两极辐射的电磁波，实际是黑洞的磁极，磁极就是光子的定向排列。由于磁极的磁场强度非常大，形成磁极的光子之间排斥力较强，在磁极高速转动的同时，形成磁极的光子会发生光子偏振传递。这种偏振传递即是光，它只能在磁极的侧面观察到。
银河系由一个黑洞爆炸形成，爆炸后的黑洞仍在银河系的中心旋转。银河系磁场就是银河系中心的黑洞的磁场。可见这个磁场的规模，一个小小的黑洞拥有一个规模巨大的，高速旋转的磁场。正是这个银河系中心的黑洞磁场的旋转，带动了整个银河系的旋转。
由于银河系外围的旋转速度远不及银河系中心磁场的旋转速度，所以磁力线从银河系中心到银河系边缘，由垂直被拉伸成水平。太阳系绕银河系中心的旋转，正是被银河系的磁场所拖拽，银河系磁场通过磁力作用于太阳形成的太阳系磁场。由于位于太阳系空间的银河系磁力线近乎水平（与银河系平面平行），使得太阳系磁场方向近乎水平，即太阳系的行星公转平面与银河系平面近乎垂直。
七、黑洞爆炸条件
随着黑洞质量增加，其磁场强度和磁化空间范围增大，磁场随黑洞转动阻力增大。详细地说是，黑洞的每一根磁感线的转动阻力都不同，这种差异会传递到黑洞内部，会造成黑洞不同部位应力不同，使黑洞内部生热。当达到临界值时，黑洞就会爆炸。
八、黑洞的核心不会爆炸
黑洞爆炸是由于内部应力增加超过临界值，而黑洞磁场旋转的空间阻力是内部应力的直接原因。黑洞磁场中心的旋转速度远远高于外部，这种磁场的空间阻力通过磁力传递到黑洞内部的效果就是，黑洞的内部和表面产生扭力，一旦黑洞因扭力爆炸，使黑洞的内部和表面分离，这种扭力也就消失了。所以黑洞内部，即内核，被保留下来，内核仍然是一个黑洞，它形成的磁场就是这个超新星和未来星系的磁场。
九、黑洞爆炸后生成的一切原子，都绕黑洞中心旋转
准确地说，是黑洞爆炸后，处于黑洞赤道面的磁场内的一切原子，都绕黑洞中心旋转。由于黑洞爆炸是一个球形爆炸，不再黑洞赤道面上的爆炸生成物将被抛离黑洞。
生成物绕黑洞旋转，是通过旋转的黑洞磁场的磁力牵引。这些物质在爆炸后，会向指向黑洞外方向高速运动，同时受到黑洞旋转磁场的牵引，方向逐渐变为圆周运动。
等变为圆周运动时，在黑洞赤道面上，由于靠近黑洞一侧的磁场强度大，这些物质又会向磁场强度大的一侧偏移。即倾向于做向心运动。但这种向心运动可能是极微弱的。另外，来自超新星的中心的光，也会给这些生成物以排斥的力，使生成物倾向于远离超新星中心，即黑洞。
十、从黑洞爆炸开始，爆炸生成物就开始公转和自转
1、爆炸生成物的公转
由于黑洞的磁场始终高速旋转，磁场会磁化空间和所有原子，并带动空间和所有原子一同随磁场旋转。所以爆炸生成物的公转是被旋转的黑洞磁场所带动的。
2、爆炸生成物的自转
如果爆炸生成物仅仅受到旋转的黑洞磁场的拖拽，那么爆炸生成物将只会公转，不会自转。也就是说，无论爆炸生成物是否自转，只要其具自身被磁化并形成磁场，就会公转。
自转是由于爆炸生成物受到来自磁场中心的光照，这会在这一侧生成单极磁泡，单极磁泡会隔断爆炸生成物的磁力线，并使这一侧的黑洞磁场拖拽阻力增加。最终效果就是，爆炸生成物在被磁场拖拽的同时，由于自身磁场在空间中运动阻力的差异，而自转。
如果爆炸生成物自转，那么其磁场也会同步转动，这同样会带动其内部空间和空间中的原子转动。
十一、黑洞爆炸生成氢云
1、黑洞爆炸后的生成物会立即进行核裂变反应，由于高温，这种核裂变反应会一直进行到氢原子。
2、随着温度降低，氢原子开始核聚变反应。
十二、氢云凝聚成球形恒星
黑洞爆炸的生成物在进行核裂变反应时，会放出强光，这种光会排斥其他爆炸生成物。使得最后生成的氢云团在空间中彼此有一段距离。
氢云自转的同时，在两极具有较强的磁场，这会使氢原子具有更高的磁性。于是任意形状的氢云，会由磁场强度低处向磁场强度高处凝聚，最后呈一个球形。
十三、恒星在冷却中形成行星
1、恒星内部的行星
恒星在核聚变反应中，会生成高序数原子。这些高序数原子在恒星表面生成后，会被光吹向恒星外。当这些高序数原子在恒星内部生成后，则会在高强度磁场下与其他高序数原子结合，形成恒星内部的行星。这些恒星内部形成的行星，随恒星内部磁场的自旋而公转，且其具有偶极磁场和自转。但由于恒星内部的磁力线会在某些因素下发生变化，所以恒星内部的行星没有固定的公转轨道，而是呈现一定规律的变化。太阳黑子即是恒星内部行星的偶极磁场。
2、恒星内部行星会因内压运动到恒星表面
太阳内部的行星会运动到太阳表面，其偶极磁场会形成太阳黑子。这种现象会在太阳活跃期发生，呈现周期性。太阳系磁场会被银河系磁场牵引，而使太阳系公转，太阳系的公转与银河系磁场并不是同步旋转的。所以太阳系有时会进入银河系的弱磁区。太阳进入银河系弱磁区后，太阳系的磁场会变弱，这使得太阳表面的磁场强度变弱，这有利于太阳辐射出光和粒子，也就有利于太阳的核聚变反应。
所以，当太阳进入银河系弱磁区后，会变得活跃。这就会使太阳系内部行星由于内压而上升到太阳表面。
3、行星进入公转轨道和质量的增加
往往，质量小的行星更容易从恒星内部上升到恒星表面。一旦进入恒星表面，光产生的内压就会使这颗行为维持在恒星的表面，而不会再次沉入恒星内部。
于是这颗行星开始在恒星表面公转和自转。恒星辐射出的粒子可以增加行星的质量。光与行星磁场接触后会生成原子，并形成行星大气或在行星表面沉积下来。
随着恒星的燃烧，恒星的直径会减小，于是行星的公转轨道会远离恒星表面。
行星更容易在恒星的赤道处离开恒星，因为恒星赤道处的磁场强度最小，在这里行星受到的磁力最小，也可以说行星质量最轻。
十四、行星的冷却
1、行星离开恒星后会膨胀
刚进入公转轨道的行星温度，甚至比太阳表面还要高，因为这颗行星来自恒星表面的下层。行星的高温使得其自身原子的互相排斥。当行星位于恒星内部的高磁场条件时，这种高温造成的原子间的排斥力与高磁场下原子间的吸引力相平衡。当行星进入公转轨道的过程中，其受到的恒星磁场减小，受到压力也减小，于是行星开始膨胀。
2、行星收缩形成卫星
行星的膨胀会随着行星的核反应生热而持续一段时间，直到行星的核反应停止，行星才开始冷却。在行星膨胀，再收缩的过程中，行星会形成卫星。
3、行星内部空心的形成
行星会从外部开始冷却，收缩，形成坚固的地幔。由于地幔已经硬化，当行星内部继续冷却时，在行星内部的行星物质会向地幔收缩，这样就在行星内部形成了空心，所以行星内部是空心的，空心中间有一个行星内的恒星。
4、行星内部的恒星
这颗行星内部的恒星的发光原理并不是核聚变反应，而是行星的公转和自转的产物。这颗行星内部的恒星，形成了行星的磁场。然而这颗行星磁场分两部分，分别决定了行星的公转和自转。
磁极的磁场核心部分，决定了行星公转。这个磁场核心部分受到太阳磁场的拖拽，倾向于与太阳磁场同步自转。而磁极的磁场核心部分周围的磁场，形成了行星地表的磁场，这些磁场决定了行星自转。行星自转原理请看《十、2、爆炸生成物的自转》。
于是由行星内部的恒星生成的磁场分成两部分，这两部分磁场的作用不同，会发生相对滑动，这会通过磁力线传递给行星内部的恒星，使恒星内部发生摩擦，这种摩擦生热量是巨大的。于是，这个行星内部的恒星即使没有核聚变，也可以发光照亮行星内部。
5、行星表面大气的形成
行星的磁场决定了其是否可以吸附大气，磁场越强，越容易吸附大气。光与行星磁场相遇，会生成物质，这些物质又会发生化学反应，最终形成了大气成分。也就是说，行星的大气是动态的，行星在受到光照而形成大气的同时，一部分大气也会被光吹离行星。
十五、恒星系磁场强度决定公转速度
恒星系的磁场就是恒星系中的恒星的磁场，恒星的磁场在氢云团时最强，随恒星的燃烧，恒星质量减少，恒星系磁场强度和范围逐渐减弱。
由于恒星系公转的动力是黑洞磁场与恒星系磁场的磁力，一旦恒星系磁场减弱，这种黑洞磁场对恒星系磁场的磁力将减弱，恒星系公转将在空间阻力下减速。当恒星系磁场进一步减弱时，恒星系的公转将停止。一旦恒星系公转停止，恒星系的自转也将停止。
十六、恒星系磁场和恒星发光阻止来自恒星系外的光
太阳系中太阳发光和太阳磁场，占据了太阳系。来自太阳系外的光，无法进入太阳系，这些光会在太阳系边缘，与太阳系自身的光和磁作用，生成单极磁泡。这一层单极磁泡也是太阳系自转的成因。
假如太阳不能发出足够的光，与来自太阳系外的光形成单极磁泡，即太阳光不足以阻挡外界光，那么这些光将穿透太阳系。
一旦外界的光穿透星系，星系就失去了自转的动力，星系内的行星也就不再公转，于是行星自转也停止。星系中恒星磁场的减弱会造成行星磁场减弱，那么外界的光也可以穿透行星。
十七、恒星最终都会冷却成为行星



楼主如果只需要科普知识的话只用一句话就成：
黑洞一般是由质量大于太阳质量100倍以上的恒星演化而来的，这类大质量恒星衰老离开主序星后由II型超新星爆炸形成中子星或者黑洞。

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