黑洞是体积无限小、质量无限大的奇点,那为什么黑洞会有视界大小之分?
在所有的宇宙天体种类中,黑洞可以说是最难理解又最为神秘的天体,它的引力场强到连秒速30万公里的光都无法逃脱,任何物质只要来到它的视界边缘,必然会被吸入到它那无尽的深渊中。
黑洞的视界边缘也被认为是黑洞的体积外表,也就是被黑洞物理上的表面,但是这个表面并不是有固态物质可以衡量的,而且是看不见的,它只是关于黑洞体积的一种定义,即光线无法逃逸出黑洞引力场的地方,在这个边缘的外面,物质因为有光可以发出,所以还是可见的,但是在这个边缘的内部,光等物质永远无法逃脱出来,所以一切都是不可见的,黑洞的内部是看不到的。
那么黑洞里面到底有什么呢?没有人真正知道,一般的科学理论认为黑洞中间会有一个奇点,这个起点是体积无限小密度无限大(不是质量无限大),我们所知晓的物理定律在它这里都将失效。
不过黑洞就是再奇葩,它也只是宇宙中的一种天体,它也是有自身质量的,而黑洞的质量又决定了它自身体积(视界体积)的大小,有一个叫做“史瓦西半径公式”的物理公式,就是专门来计算黑洞的体积(视界体积)大小的,其公式如下:
在上面的公式中,v指天体的逃逸速度,G为万有引力常数,M为天体质量,R为天体质心与被吸引物体质心的距离,物体的速度如果小于一个天体的逃逸速度,那么它就不能摆脱其引力束缚,也就会被该天体吸引,从而无法脱离轨道逃逸到星际空间。
于是从中就能得出天体的史瓦西半径,即为逃逸速度等于光速时候所得出的R的值,以黑洞来说,它的史瓦西半径等于万有引力常数乘以其质量乘以二再除以光速的平方,所计算出来的史瓦西半径,指的就是从黑洞中心向外的史瓦西半径长度的距离上,正是光线无法逃脱出黑洞引力场的位置。
若用这个公式来计算不同天体变成黑洞的体积,就会发现质量越小的天体其史瓦西半径(此处也可以理解为黑洞的视界体积)越小,质量越大的天体其史瓦西半径越大,而且不成比例,比如如果将地球这样质量的物质变成黑洞的话,那么它的史瓦西半径只有0.9厘米。
而如果将太阳这样质量的天体变成黑洞的话,它的史瓦西半径将达到三公里那么大,但是太阳的质量只有地球的33万倍,体积只有地球的130万倍,然而半径三公里的球体放下几十上百万个半径0.9厘米的小球是远远不止的,放下几十百亿个都不成问题,而如果将整个宇宙的物质化作一个黑洞的话,那么它的视界体积比我们的宇宙还大,因此也有人怀疑我们是不是处在一个巨型黑洞之中。
黑洞视界边缘,就是黑洞物理上的表面。在这个表面外面,物质会散发出光子所以能被看见,在这个表面的内部,光线被黑洞吞噬,所以无法看见。通过黑洞视界的大小,就可以判定黑洞质量的大小。
因为黑洞的质量有所不同,会导致视界有大有小,所以黑洞会有视界大小之分。
视界,和体积质量并没有很大的关系和牵连度,所以黑洞是由视界大小之分。
黑洞如何是如何形成的
黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将聚集成一点,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域的光线和任何物质。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;某一个恒星在准备...
黑洞最早是谁提出的?它究竟是什么?又通向哪里呢?
黑洞最早是上世纪著名物理学家爱因斯坦,史瓦西等人联合提出的。所谓的“黑洞”,就是时空曲率无限膨胀的一个点;黑洞通往的神秘地带,很有可能就是我们梦寐以求的高维宇宙。我们都知道,可观测宇宙内,迄今为止人类科学家发现的最恐怖的天体,毋庸置疑,非黑洞莫属。据说,黑洞拥有着无可估量的...
虫洞与黑洞有什么区别?
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黑洞有能力吃掉恒星,这些被吃掉的物质去了哪里?
从常理来讲,进入黑洞事件视界的物质,就不可能从黑洞表面逃逸出去了,它们会向黑洞的奇点(一个密度无限大、体积无限小、时空曲率无限大的点)靠拢,并最终失去维度从而在宇宙中消失。但如果黑洞真是这样这进不出,那它的质量就会无限增加,其事件视界的范围也会无限扩张,说不定整个宇宙都会被它吞噬掉...
黑洞里面是什么?
也就是说,它可能会向自己的中心引力坍缩,成为一个体积无限小、质量无限大的质点。依据爱因斯坦的广义相对论,德国科学家史瓦西计算出一个可能具备了无穷大吸引力的天体半径。他进一步阐述,一个天体一旦半径达到了这个大小,就很可能有无限大的引力,任何物质都不能从它那儿逃脱出来,只能被它吸引进去。...
指甲盖般大的黑洞,能吃掉地球吗,过程会是什么样子?
无论多大质量的黑洞,所有质量都集中在中心那个体积无限小的奇点上。因此,从这个意义上来说,黑洞是没有体积的。现在人们所说的黑洞体积,是指黑洞的史瓦西半径。 史瓦西半径是指黑洞奇点周围形成的一个无限曲率空间,这个空间呈球形包裹着黑洞奇点,这个球形大小与黑洞质量成正比,遵循的公式为:R=2GM\/c^2。这里R...
万有引力公式中,场源的质量,是仅指静止质量,还是包括动质量?
想象可能没有什么意义。所谓黑洞是指质量无限大体积无限小(因此会产生超 强的引力)的天体,我们认为这种天体产生的超强的引力会使周围的宇宙空间 弯曲,所以光也也会被“吸”进去。假设现在宇宙中有一个物体A以光速运动 (以地球为参照系),那么光与它的相对速度是零,不会产生黑洞的效果。对 于...
从高中知识出发对黑洞产生的疑问。
因为相对论指出任何物质都不可能超越光速,在史瓦西半径以下的天体的任何物质——包括重力天体的组成物质——都将塌陷于中心部分。一个有理论上无限密度组成的点组成重力奇点(gravitational singularity)。由于在史瓦西半径内连光线都不能逃出黑洞,所以一个典型的黑洞确实是“黑”的 ...
黑洞是否会无限坍缩成为一个奇点
黑洞本身就是一个奇点,本身不会再坍缩,黑洞会因辐射出X射线而损失质量,最后逐渐消亡,原始质量越小的黑洞消亡越快。回答补充:1、黑洞半径指的是视界半径,在此半径内,任何物体不能逃脱。2、完美球体是指黑洞只有质量和角动量,没有任何其它信息指标,如相同质量的一个正方体和一个球体都坍缩成黑洞...
时间的本质
★【1.时间是对物体之间相对运动快慢的一种描述】量度两个时刻之间的间隔长短的物理量叫做“时间”。它表征物质运动过程的持续性和顺序性。任何一种周期运动的周期都可作为时间标准,如中国古代的水漏,十二地支(子,丑,寅,卯……)都是利用周期性的计时方法。时间是物理学中的一个基本物理量。一段...
众泳归脾: 黑洞是一种引力极强的天体,就连光也不能逃脱,就像无底洞一样. 之所以说它黑,就是因为它把周围的光全都吸进去了,肉眼无法观测,只能通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在. 黑洞的大小么,已知的最小的黑洞半径24公里,现计算出来的最大黑洞位于银河系的银心,半径为7,800,000公里
会宁县18477564309: 黑洞是一个体积无限小,密度无穷大的奇点,既然它体积小怎么容下它吸入的物质呢? - ?
众泳归脾:[答案] 黑洞有视界,对外表现不为奇点,只是中心是奇点,所以在视界中,物理定律(如:量子的引力效应)依然适用,物质被吸收,却仍有逃逸的粒子或反粒子,而且吸收的物质永小于逃逸的物质(物质以能量的形式——即辐射——逃逸),致使最后黑...
会宁县18477564309: 黑洞是什么意思 - ?
众泳归脾: 黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见.黑洞是一种引力极强的天体,就连光也不能逃脱,所以称之为黑洞.黑洞的产生过程类似于中子星的...
会宁县18477564309: 黑洞是什么?
众泳归脾: 黑洞是根据广义相对论所预言、在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体(非一个“洞”).黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽后,发生引力坍缩而形成.黑洞的质量是如此之大,它产生的引力场是如此之强,以致于...
会宁县18477564309: 红超巨星大还是黑洞大? - ?
众泳归脾: 黑洞的体积无限小,因为黑洞的实际体积只有一个奇点,奇点是一个密度无限大,但体积无限小的点.所以这点上来说,别说红超巨星,就连一颗小行星都比宇宙里任何黑洞都大.但是如果算黑洞的事件视界半径的话,宇宙中目前为止发现的最庞大的黑洞是ton618,质量高达660亿倍太阳质量.视界半径约为1303个天文单位.1天文单位=地球距离太阳的平均距离=149600000千米 而目前发现的最大的恒星,红超巨星盾牌座UY的半径仅为7.94个天文单位,在ton618面前小的像一粒沙子一样 事实上,超巨型黑洞也是宇宙中单体最大的结构.也就是说论单个物体/星球的话没有比超巨型黑洞更大的物体了.
会宁县18477564309: 黑洞会在哪些地方出现? - ?
众泳归脾: 楼主你好: 黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见.黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;某一个恒星在准备灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地...
会宁县18477564309: 黑洞到底是什么哦?给个详细的解释.谢谢了 - ?
众泳归脾: 黑洞是一种引力极强的天体,就连光也不能逃脱.当恒星的史瓦西半径小到一定程度时,就连垂直表面发射的光都无法逃逸了.这时恒星就变成了黑洞.说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出....
会宁县18477564309: 黑洞是什么? - ?
众泳归脾: 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. 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...
会宁县18477564309: 黑洞定义? - ?
众泳归脾: 黑洞(Black hole)是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种超高密度天体,由于类似热力学上它是完全不反射光线的黑体,故名为黑洞.于1969年由美国物理学家约翰·阿提·惠勒命名.“黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天...
会宁县18477564309: 黑洞是什么?进去就出不来了吗? - ?
众泳归脾: 黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了. (现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见) 首先,对黑洞进行一下形象的说明: 黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引.黑洞中隐匿着...