作业帮宇宙天体中的黑洞是啥?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/10 06:54:46
宇宙天体中的黑洞是啥?
理论上,宇宙中的黑洞可以有好几种.但不论是何种黑洞,它都是宇宙中因引力极大致使空间压缩到自我封闭的时空区域.
恒星级的黑洞是大质量恒星演化至终极时的残骸.
大质量恒星（质量大于7倍太阳质量）在核聚变反应已到终结时,形成“洋葱头”结构,就是从恒星的外层向内层分别由不同的核聚变产物所占据,依次是氢、氦、碳、氧氖,再向内是26号元素铁之前的各种元素.
恒星的核聚变反应到铁就终止了,铁的核能是所有已发现元素中最低的,不能再用提高温度的方法使铁发生聚变反应.此时整个恒星的核聚变反应停止,向外发射的、用于抵抗恒星向内收缩的辐射压就下降了,于是因引力作用而向内的收缩重新开始,恒星变得极不稳定.当恒星外围物质以近乎自由落体的速度到达铁核时,撞上了一堵无比坚硬的墙（就是铁核）,撞击和收缩造成铁核表面温度急剧升高,使恒星发生无比剧烈的内爆,将铁核外的物质以近光速的速度炸开,这就是超新星爆发.在外围物质向周围空间飞散的同时,铁核向内再次收缩.密度迅速升高,铁原子被巨大的压力压碎,电子被压入原子核.当铁核部分被压缩后达到史瓦西半径时（r=2GM/C^2,式中：r为史瓦西半径,G为引力常数,M为恒星剩余质量,C为光速）,其密度会比原子核的密度还要高,其引力就会强大到连光也无法逃离,从而使其在远处无法被观测到,靠近时也只能感受到其巨大的引力,而无法看到.所有过于靠近的物质（包括光线）都会落入其中,仿佛是一个黑色的陷井,因此被称为“黑洞”.
除了恒星级黑洞外,理论上任何大小和质量的黑洞都允许存在.主要有星系级黑洞、量子黑洞等.
星系级黑洞是星系形成过程中,内部物质质量过于集中,很容易就能达到史瓦西半径,于是,天文学家认为在大多数星系中央极有可能存在巨大的黑洞,是以星系核的形式存在的,我们银河系的中央也有.
量子黑洞则是在宇宙大爆炸发生的初期,物质刚刚产生,而空间又来不及膨胀到很大时,物质和能量密度极高,物质受到压缩,形成的尺度只有基本粒子大小、质量只有数万至数十万吨的极小型黑洞.因其尺度只有基本粒子大小,所以称为量子黑洞.
恒星级的黑洞是大质量恒星演化至终极时的残骸.
大质量恒星（质量大于7倍太阳质量）在核聚变反应已到终结时,形成“洋葱头”结构,就是从恒星的外层向内层分别由不同的核聚变产物所占据,依次是氢、氦、碳、氧氖,再向内是26号元素铁之前的各种元素.
恒星的核聚变反应到铁就终止了,铁的核能是所有已发现元素中最低的,不能再用提高温度的方法使铁发生聚变反应.此时整个恒星的核聚变反应停止,向外发射的、用于抵抗恒星向内收缩的辐射压就下降了,于是因引力作用而向内的收缩重新开始,恒星变得极不稳定.当恒星外围物质以近乎自由落体的速度到达铁核时,撞上了一堵无比坚硬的墙（就是铁核）,撞击和收缩造成铁核表面温度急剧升高,使恒星发生无比剧烈的内爆,将铁核外的物质以近光速的速度炸开,这就是超新星爆发.在外围物质向周围空间飞散的同时,铁核向内再次收缩.密度迅速升高,铁原子被巨大的压力压碎,电子被压入原子核.当铁核部分被压缩后达到史瓦西半径时（r=2GM/C^2,式中：r为史瓦西半径,G为引力常数,M为恒星剩余质量,C为光速）,其密度会比原子核的密度还要高,其引力就会强大到连光也无法逃离,从而使其在远处无法被观测到,靠近时也只能感受到其巨大的引力,而无法看到.所有过于靠近的物质（包括光线）都会落入其中,仿佛是一个黑色的陷井,因此被称为“黑洞”.
除了恒星级黑洞外,理论上任何大小和质量的黑洞都允许存在.主要有星系级黑洞、量子黑洞等.
星系级黑洞是星系形成过程中,内部物质质量过于集中,很容易就能达到史瓦西半径,于是,天文学家认为在大多数星系中央极有可能存在巨大的黑洞,是以星系核的形式存在的,我们银河系的中央也有.
量子黑洞则是在宇宙大爆炸发生的初期,物质刚刚产生,而空间又来不及膨胀到很大时,物质和能量密度极高,物质受到压缩,形成的尺度只有基本粒子大小、质量只有数万至数十万吨的极小型黑洞.因其尺度只有基本粒子大小,所以称为量子黑洞.