黑洞如何形成?

~ 黑洞是一个时空的黑暗区，由一些质量颇大的星体经重力塌缩后所剩余的东西，是一个重力极大的天体。视界内任何物质都不能从里面跑来，甚至是光都不例外，所以是一颗渿黑的天体，因而得名为黑洞。因为无法从可见光这途径看到黑洞，所以只能以被黑洞吸引掉落其上的物质所释放的辐射来确定它们的存在。 黑洞 黑洞的形成 当一颗质量相当大的星体的核能耗尽后（巨大的恒星：质量是太阳质量的八倍以上）死亡时，恒星的残骸可能会形成黑洞。而黑洞的形成是因为大质量的恒星在演化的未期都会发生超新星爆炸，没有辐射压力去抵抗重力，平衡态不再存在，这星体将全面塌缩，成为中子星。若其中子星的总质量大于三倍太阳的质量，那么连中子简并气体压力也不能平衡重力，星体将塌缩至它的重力半径范围之内。这时，引力之大足以使一切粒子，都被引回星体本身，不能逃脱。 黑洞的界限 当一个黑洞形成后，塌缩还会进行下去，所有物质会无可避免，所有质量将集中在一个非常细小的质点，称为奇点。黑洞的表面层称为事件穹界。而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦半径。任何物质要从黑洞的史瓦半径跑到外面去，它的逃离速度便要大于光速。但根据狭义相对论，光速是速度的极限。重力庞大得连光线也逃不出去，这个连光线也逃不出去的面，称为事相面。光线和任何物质都只能从事相面外部进入其内部，而无法从里边逸出。这个事相面的里边就是黑洞。 探索的黑洞 黑洞不发光，所以是不可能用天文望远镜规测得到的。但根据理论，当周围的物质被吸引时，就会透露出黑洞的存在。如果一对双星中的伴星是黑洞，那么主星的物质被吸引向黑洞而形成一个吸积环。当吸积环的物质被吸入黑洞时，因摩擦而引起高温，而放出X光线。于是我们就能将重点放于X射线密近双星上。 黑洞是一类密度极高的星体。由于它周围存在巨大的引力场，所有经过附近的物质均被吸进去，即使光也不能逃脱，同样，处于黑洞里的物体也不能逃出黑洞。我们知道，地球上的物体若获得很大的初始速度，便可脱离地球的引力而飞到太空，如果初始速度足够大，还可以脱离太阳的引力而逃出太阳系，而人类用火箭发射卫星或太空船便是利用了此原理。物体逃离地球的最小初始速度是由地球的质量和半径决定的，如果地球被压缩成一个很小的球，当其半径小于某一临界值时，对周围物体的引力便会变得非常之大，即使光这种在宇宙中传播速度最快的波动也会被地球吸住而不得逃走，这时地球便变成了一个黑洞。 按照恒星演化理论，黑洞是恒星演化的最后阶段，即是「死亡」了的恒星。由于黑洞不会放射出物质或辐射，我们不能直接观察到黑洞。但是黑洞可以与邻近的恒星构成双星系统，从地球上看来，那可见的恒星 (伴星) 便好像是与一个看不见的天体不停地大跳华尔滋 (见图)，从它运动的程度可推算出那看不见天体的质量，如果那天体的质量非常庞大，便很有可能是一个黑洞。此外，黑洞的巨大引力使伴星的气体物质以螺旋轨道冲进黑洞，由于被急速压缩，物质的温度变得很高，Χ射线和伽玛射线从而产生，在地球上观察这些射线，便可找到黑洞存在的证据。 黑洞是根据现代的物理理论和天文学理论，所预言的在宇宙空间中存在的一种天体区域。黑洞是由一个质量相当大的天体，在核能耗尽死亡后发生引力塌缩后形成。根据牛顿万有引力定理
由于黑洞的第一宇宙速度过大连光也逃逸不出来
故名黑洞.在此区域内的万有引力非常强大，任何物质都不可能从此区域内逃逸出去，甚至光线都被它强大的引力拉回，因此黑洞不会发光，不能用天文望远镜看到，是黑漆漆的天体，但天文学家可藉观察黑洞周围物质被吸引时的情况，找出黑洞位置。 当一个巨大的恒星(质量是太阳质量的8倍以上)死亡时，恒星的残骸可能会形成黑洞。而黑洞的形成是因为大质量的恒星在演化的未期都会发生超新星爆炸，引力的坍缩，大到连中子星这样极为紧密的结构都支撑不住，星体就会继续收缩下去，直到成为无法想像的紧密成为一点，这就是「黑洞」。黑洞所包含的物质紧密，产生的重力也强得无法想像，强到连光线都跑不出来，因此而得名。任何东西一旦掉到黑洞，便被分解、压缩而成为黑洞的一部分。 而黑洞的概念是由爱因斯坦广义相对论所推导出来的结论：一个核反应完全停止的星体，无力顶住万有引力而坍缩；当原子被压破时，就会变成白矮星，而恒星量较大时，则还会敲开原子核，变成挤成一团、密度更大百万倍的中子星；如果坍缩的恒星质量更大时，则坍缩还会进行下去，所有物质会无可避免、永远坍缩下去，所有质量将集中在一个没有大小的「奇异点」(singularity)上。 奇异点周围的重力也特别大，在某个范围以内，重力庞大得连光线也逃不出去。这个连光线也逃不出去的面，称为事相面（event horizon)。光线和任何物质都只能从事相面外部进入其内部，而无法从里边逸出。这个事相面的里边就是黑洞。黑洞是个极为单纯的星体，只包括位于中央的奇异点和围绕异点的事相面。事相面内除了奇异点之外，连一个原子也没有。黑洞与黑洞之间的区别，只能从质量、自旋角度动量（spin angulaq momentum)及电荷三个性质来判断。 黑洞不发光，就不可能发现它的存在的证据了！其实不然；例如当周围的物质被吸引时，却会透露出黑洞的存在。围绕黑洞的云气会以极高的速度运动，若侦测到气体围绕着非常小的区域高速运动，我们便能推测该区域可能有个黑洞。而当物质被吸入黑洞时，因这些气体由质子及电子的电浆组成，彼此摩擦而成高温状态，便会放出x及r射光，于是我们便可察觉黑洞的存在。 黑洞是否真的能吸进所有东西！ 黑洞是超巨星生命的终点. 超巨星核融合不断失去质量
直到剩余的质量无法产生足够的重力来束缚它自己庞大的容量时
超新星爆炸便炫目的结束了恒星的一生. 如果这个巨星著质量够重
超新星爆炸后便发生重力坍陷
形成中子星或黑洞. 一个光亮的恒星为什么会变成黑洞？答案是恒星衰老了。恒星的成份多为氢气，也就是让兴登堡号这样的飞船飘浮不坠的轻质物质。氢就是让恒星发光的燃料。每个恒星的内部都在进行核融合反应，有点像连续引爆氢弹那样，将氢气转化为能量：光与热。恒星在「燃烧」氢气时，必得面对一场拉锯战：一方面恒星内部的热压力会促使恒星扩张，就像把气球吹大那样：另一方面，恒星本身重力的拉扯力又促使恒星缩回来。因此恒星在发热时，这场拉锯战是陷于胶着状态的，恒星的大小也不会起变化。但一旦核反应停止，恒星就得对重力让步，因而整个崩溃下来，就像气球泄了气一样。 不过恒星年纪一大就开始变冷。由于没有了热能，这个老迈的庞然大物无法产生足够的内部压力以抵抗重力的收缩，因此开始崩溃并缩小。但恒星虽然在缩小，却没有损失任何物质;氢仍旧在，只是被极力压缩而已。这意味着恒星所有的质量都向中心趋进许多，也就是将重力集中于一个小地方。小型的恒星会缩小成所谓的「白矮星」，与地球大小相当，但已停止核融合的恒星。较大的恒星则在一抹耀眼的华光，所谓的「超新星」爆炸中自我毁灭殆尽，原来的质量几乎被轰得一点不剩。 但如果恒星的剩余质量够大(约达我们的太阳质量的一点四倍)那么这些仅存的物质可能会变成黑洞。以下图为例，这个恒星被压缩到直径只有一英哩。此时表面上的重力强得连它自己的光都无法逃脱。那个天体还在原地，再也看不到它了。任何接近它的物体都会被吸进去，然后消逝在「黑洞」中。
冇讲到点灭亡
黑洞是由一个质量相当大的天体，在核能耗尽死亡后发生引力塌缩后形成。根据牛顿万有引力定理
由于黑洞的第一宇宙速度过大
连光也逃逸不出来
故名黑洞. 在此区域内的万有引力非常强大，任何物质都不可能从此区域内逃逸出去，甚至光线都被它强大的引力拉回，因此黑洞本身不会发光，不能用天文望远镜直接观测到，是黑漆漆的天体，但天文学家可藉观察黑洞周围物质被吸引时的情况，找出黑洞位置。
黑洞的形成： 黑洞的形成又可以有好几种可能性，第一种较为可能的，是非常大量的物质集中聚集，而他们的密度保持不变，如此这一堆物质的引力就会随着质量的增加而越来越强，最后引力强到连光都逃不出去，那么它就会形成一个黑洞，例如把质量有1.4亿个太阳的星体聚集起来，就会形成黑洞，这个黑洞的直径是非常地惊人；第二种可能，是假若一颗恒星的质量固定不变，但是让它不断地收缩下去，那么它的密度就会随着体积的缩小而变得越来越大，引力场也越来越强，直到变成连光线也逃不出去的黑洞，例如要是把太阳收缩到半径只有3000米那么小，就会形成黑洞，这个黑洞直径并不大，反而是密度非常大了。第三种可能本组以科学的方法来解释：太阳的末期，氢会融合为氦，氦再融合为碳和氧以至更重的元素，直到核融合不能再提供能量为止，那时太阳内部将没有足够的压力支撑外层的巨大重力，于是整个太阳要向中心塌缩。原子将被挤碎，电子要与核子分离，直到电子产生的压力足以阻止太阳的进一步塌缩。那时的太阳密度很大，发出的光则只有原来的万分之一，遂成了一颗白矮星。但是若恒星的某一质量大于某限度时，电子提供的压力将不足以与引力抗衡，于是电子被挤入原子核内，与质子结合成中子，整个恒星塌缩为中子，密度变得更大了。当恒星的质量再比这个限度更大时，塌缩的结果是中子也无法存在，这时恒星将塌缩为黑洞。因此也有人说黑洞的形成是恒星演化、终结、死亡的结果。
参考: cc.nctu.edu/~tseng327/mid-term/6/6#8
甚么是黑洞？ 黑洞是一个大质量恒星死去后的残骸，是一个重力极大的天体。 黑洞内任何物质都不能从里面跑出来，甚至是光都不例外，所以是一颗渿黑的天体，因而得名为黑洞。 黑洞之始篇——黑洞的形成 当一颗质量相当大的星体的核能耗尽死亡时，恒星的残骸可能会形成黑洞，而黑洞的形成是因为大质量的恒星在演化的未期都会发生超新星爆炸。 当恒星核的燃料耗尽，核反应停止，没有任何力足以去抵抗引力，平衡态不再存在，这星体将全面塌缩，成为白矮星，这是其中一种致密态，这种是以泡利不相容原理，电子（费米子的一种）便产生出一种巨大的内部量子压力，阻止了粒子继续压缩； 根据推算，白矮星不能支持大于太阳1.4倍（原恒星质量为太阳质量的十倍）的质量，如果大于这临界值，泡利不相容原理所产生的排斥力已不能再抵抗引力，恒星便可以违背泡利不相容原理继续压缩下去，形成中子星——以中子之间的电磁力来阻止收缩； 但若超新星爆炸后残骸的总质量大于三倍太阳的质量，那么连中子之间的电磁压力也不能平衡重力，星体将塌缩至它的重力半径范围之内。 这时，引力之大足以使一切粒子，都被引回星体本身，化为体积为零的点——奇点，再也不能逃脱。 有些黑洞是在宇宙形成时亦跟着形成的，这些黑洞称为原初黑洞，这些黑洞的质量可以很低，在黑洞之消逝篇会向大家解释。 黑洞之结构篇——黑洞的边界和内部空间 当一个黑洞形成后，塌缩还会进行下去，所有物质会无可避免，所有质量将集中在一个体积为零的质点，称为奇点。 黑洞的表面层称为事件穹界（视界），而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦西半径。 任何物质要从黑洞的史瓦西半径跑到外面去，它的逃离速度便要大于光速。但根据狭义相对论，光速是速度的极限。 重力庞大得连光线也逃不出去，光线和任何物质都只能从视界外部进入其内部，而无法从里边逸出。 这个视界的里边就是黑洞，所以视界便是黑洞大小的边界象征。 黑洞之种类篇——黑洞无毛？ 目前公认的理论认为，黑洞只有三个物理量有意义：质量、电荷、角动量（转速）。 也就是说：对于一个黑洞，一旦这三个物理量确定下来了，这个黑洞的特性也就确定了，这称为黑洞的无毛定理。 由于黑洞一定有质量，所以可造成不同类形黑洞的因素只有电荷和角动量，黑洞因而可以只分为四类： 没有旋转和没有电荷的黑洞：史瓦西黑洞，这是一种理想化的黑洞，实际上应该没甚么可能会出现； 有旋转但没有电荷的黑洞：克尔黑洞，这种黑洞应该最为普遍，因为星体的收缩会加速旋转，而大部分星体都会自转，所以会自转的黑洞也应该也很多； 没有旋转但有电荷的黑洞：带电黑洞，虽然黑洞保留部分原恒星电荷，但由于黑洞可以在很短的时间里捕获足够另一电荷的粒子而成为电中性，所以一个这种黑洞的电量亦小至可以完全忽略其天体物理效应； 有旋转和电荷的黑洞：克尔－纽曼黑洞，由于电荷的影响极微，所以它亦可看作克尔黑洞来处理。 黑洞之消逝篇——黑洞会蒸发 因为宇宙的扩张，温度便会下降，根据热力学，温度较高的物体的能量会流向温度较低的物体。 由于黑洞也有温度，根据量子力学的测不准原理，黑洞的质量会慢慢地以霍金辐射的形式离开黑洞，黑洞便会缩小和减少质量，所以当黑洞中的所有物质都离开了黑洞后，黑洞便会消失。 以现今的宇宙整体温度来说，只有质量小于月球的黑洞才能散失能量，而其他黑洞都是在吸收宇宙的能量而增大自己的尺度。 黑洞之死亡篇——黑洞的消失 黑洞蒸发到后期会加速进行，以至于在一次像是猛烈的放射后消失殆尽。 黑洞的其中一个性质是温度和质量成反比。 当黑洞的质量去到小行星那么低时，温度便有6000度，并放出可见光； 当黑洞的质量去到十亿吨（大约为一座山的质量）时，大小只有一个质子般，温度便高于10^12度，这时的辐射便是由伽玛射线光子和大质量基本粒子混合组成； 当黑洞的质量去到很低时，黑洞便会以剧烈的爆发来了结自己的生命，而它在最后0.1秒里释放的能量相当于一百万颗百万吨级氢弹。 如果你接近黑洞的中心，黑洞的引力效应——「潮汐力」，会把任何物体撕碎，这过程称为意大利粉化。 会通去边? 正常来说是不能通到其他地方的，只会坠入黑洞奇点，成为黑洞的一部分。 但亦有人认为坠入黑洞后会穿过虫洞（又称灰道）并由称为「白洞」的地方出来。 简单的来说，白洞可以说是时间呈现反转的黑洞。 进入黑洞的物质，最后应会从白洞出来，出现在另外一个宇宙。 由于具有和「黑」洞完全相反的性质，所以叫做「白」洞。 目前天文学家已经实际找到黑洞，但白洞并未真正发现，还只是个理论上的名词。 所以白洞的存在性还有待商确……
黑洞的形成现今只有一种解说
就是当一个质量是太阳的30倍以上的恒星到了死亡后形成的
这么高质量的恒星在那里找呢!在银河系里
不要说少少的是太阳质量30倍的恒星了
就连是太阳的50倍至1000倍都有
宇宙间大质量的恒多不胜数了。
甚么是黑洞 黑洞是一个时空的黑暗区，由一些质量颇大的星体经重力塌缩后所剩余的东西，是一个重力极大的天体。视界内任何物质都不能从里面跑来，甚至是光都不例外，所以是一颗渿黑的天体，因而得名为黑洞。因为无法从可见光这途径看到黑洞，所以只能以被黑洞吸引掉落其上的物质所释放的辐射来确定它们的存在。 黑洞 黑洞的形成 当一颗质量相当大的星体的核能耗尽后（巨大的恒星：质量是太阳质量的八倍以上）死亡时，恒星的残骸可能会形成黑洞。而黑洞的形成是因为大质量的恒星在演化的未期都会发生超新星爆炸，没有辐射压力去抵抗重力，平衡态不再存在，这星体将全面塌缩，成为中子星。若其中子星的总质量大于三倍太阳的质量，那么连中子简并气体压力也不能平衡重力，星体将塌缩至它的重力半径范围之内。这时，引力之大足以使一切粒子，都被引回星体本身，不能逃脱。 黑洞的界限 当一个黑洞形成后，塌缩还会进行下去，所有物质会无可避免，所有质量将集中在一个非常细小的质点，称为奇点。黑洞的表面层称为事件穹界。而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦半径。任何物质要从黑洞的史瓦半径跑到外面去，它的逃离速度便要大于光速。但根据狭义相对论，光速是速度的极限。重力庞大得连光线也逃不出去，这个连光线也逃不出去的面，称为事相面。光线和任何物质都只能从事相面外部进入其内部，而无法从里边逸出。这个事相面的里边就是黑洞。 探索的黑洞 黑洞不发光，所以是不可能用天文望远镜规测得到的。但根据理论，当周围的物质被吸引时，就会透露出黑洞的存在。如果一对双星中的伴星是黑洞，那么主星的物质被吸引向黑洞而形成一个吸积环。当吸积环的物质被吸入黑洞时，因摩擦而引起高温，而放出X光线。于是我们就能将重点放于X射线密近双星上。
参考: .geocities/ourfreeweb/sci_space_blackhole
黑洞的形成 当一颗质量相当大的星体的核能耗尽后（巨大的恒星：质量是太阳质量的八倍以上）死亡时，恒星的残骸可能会形成黑洞。而黑洞的形成是因为大质量的恒星在演化的未期都会发生超新星爆炸，没有辐射压力去抵抗重力，平衡态不再存在，这星体将全面塌缩，成为中子星。若其中子星的总质量大于三倍太阳的质量，那么连中子简并气体压力也不能平衡重力，星体将塌缩至它的重力半径范围之内。这时，引力之大足以使一切粒子，都被引回星体本身，不能逃脱。 探索的黑洞 黑洞不发光，所以是不可能用天文望远镜规测得到的。但根据理论，当周围的物质被吸引时，就会透露出黑洞的存在。如果一对双星中的伴星是黑洞，那么主星的物质被吸引向黑洞而形成一个吸积环。当吸积环的物质被吸入黑洞时，因摩擦而引起高温，而放出X光线。于是我们就能将重点放于X射线密近双星上。
参考: .geocities/ourfreeweb/sci_space_blackhole

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