作业帮黑洞为什么在两极会发射物质
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/14 16:52:29
黑洞为什么在两极会发射物质
任何物质都不能逃脱黑洞的引力.
但为什么类星体（超大质量黑洞）会在两极发射大量物质?
任何物质都不能逃脱黑洞的引力.
但为什么类星体（超大质量黑洞）会在两极发射大量物质?
不是黑洞把自身视界以内的物质抛射出来了,而是物质掉入黑洞时发生了剧烈的能量转移和转化过程,在这个过程中,有部分能量被释放出来了!也就是说,要明确以下几点：
1、抛射出的是还没进入视界的物质或能量
2、光速是物质运动的极限（狭义相对论基本假设）,因此视界内不可能有物质逃出来
3、黑洞周围的物质是在围绕黑洞高速旋转的,光速是视界处的第一宇宙速度,而视界外的圆轨道环绕速度小于光速,所以这些物质是可以安全的在轨道上绕转,而不必需掉入黑洞
4、黑洞只能束缚住视界以内的物质不会逃出,因为没有超光速物质,也就没有能逃出视界的物质,但在黑洞视界以外,光速的物质（如电磁波）是一定可以逃逸的,我们天文观测上黑洞备选体之所以能够探测,实际上探测的正是这些黑洞外围物质的辐射.
5、绕转物质如果要落入黑洞,必须要损失现有的角动量,也就是说降低环绕速度,才有可能被黑洞吸进去,而物质在被黑洞吸入的过程中,巨大的引力能又会使其加速,角动量增加.
6、落入黑洞的物质的角动量（保括引力能转化来的）不可能凭空消失,必须把自身的角动量转移给其它物质,这样的结果是自身的角动量损失了,可以落入黑洞了,但一定有另外的其它物质角动量增加了,它们的速度超过了所在位置的圆轨道速度,它们就会更加远离黑洞,甚至完全逃离黑洞引力束缚,也就是LZ所说的被抛射出来,这个过程也是引力能释放的过程.
7、一般认为黑洞附近高速绕转的物质会形成盘状,称为吸积盘
8、黑洞有三个物理量可以为外界物质所感知,质量（引力）、自旋（角动量）、电荷（电磁相互作用）——所谓“黑洞的三根毛发”
9、由7、8可想而知高速旋转的电荷会形成极向方向的强磁场,磁场可以反过来加速带电粒子,这也有可能把吸积盘中的绕转带电物质或等离子体加速到相对论速度,然后在黑洞的两极方向上喷射出来.
小结：黑洞抛射物质的形式有1、黑洞周围物质的多波段辐射（电磁波）,2、辐射压吹开的“风”,3、两极准直的喷流.
抛射物质依靠的力量,或者说抛射所释放的能量来源是引力能和电磁能.
以上只是基本理论,详细解说需要更多的磁流体力学、相对论、辐射机制、激波理论等专业知识了,至于其中更细节的问题很多还是现今学术界尚未解决的问题,比如角动量是如何转移的（目前比较多的学者认为是通过粘滞耗散）,黑洞两极的喷流具体的物质加速机制等.
1、抛射出的是还没进入视界的物质或能量
2、光速是物质运动的极限（狭义相对论基本假设）,因此视界内不可能有物质逃出来
3、黑洞周围的物质是在围绕黑洞高速旋转的,光速是视界处的第一宇宙速度,而视界外的圆轨道环绕速度小于光速,所以这些物质是可以安全的在轨道上绕转,而不必需掉入黑洞
4、黑洞只能束缚住视界以内的物质不会逃出,因为没有超光速物质,也就没有能逃出视界的物质,但在黑洞视界以外,光速的物质（如电磁波）是一定可以逃逸的,我们天文观测上黑洞备选体之所以能够探测,实际上探测的正是这些黑洞外围物质的辐射.
5、绕转物质如果要落入黑洞,必须要损失现有的角动量,也就是说降低环绕速度,才有可能被黑洞吸进去,而物质在被黑洞吸入的过程中,巨大的引力能又会使其加速,角动量增加.
6、落入黑洞的物质的角动量（保括引力能转化来的）不可能凭空消失,必须把自身的角动量转移给其它物质,这样的结果是自身的角动量损失了,可以落入黑洞了,但一定有另外的其它物质角动量增加了,它们的速度超过了所在位置的圆轨道速度,它们就会更加远离黑洞,甚至完全逃离黑洞引力束缚,也就是LZ所说的被抛射出来,这个过程也是引力能释放的过程.
7、一般认为黑洞附近高速绕转的物质会形成盘状,称为吸积盘
8、黑洞有三个物理量可以为外界物质所感知,质量（引力）、自旋（角动量）、电荷（电磁相互作用）——所谓“黑洞的三根毛发”
9、由7、8可想而知高速旋转的电荷会形成极向方向的强磁场,磁场可以反过来加速带电粒子,这也有可能把吸积盘中的绕转带电物质或等离子体加速到相对论速度,然后在黑洞的两极方向上喷射出来.
小结：黑洞抛射物质的形式有1、黑洞周围物质的多波段辐射（电磁波）,2、辐射压吹开的“风”,3、两极准直的喷流.
抛射物质依靠的力量,或者说抛射所释放的能量来源是引力能和电磁能.
以上只是基本理论,详细解说需要更多的磁流体力学、相对论、辐射机制、激波理论等专业知识了,至于其中更细节的问题很多还是现今学术界尚未解决的问题,比如角动量是如何转移的（目前比较多的学者认为是通过粘滞耗散）,黑洞两极的喷流具体的物质加速机制等.