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史瓦西黑洞的由来 它的形成过程是怎样的?

时间:2020-01-30 09:22:20 作者:超人 来源:59区未解之谜网

史瓦西黑洞是天文学界提出来的另一个黑洞说法,史瓦西黑洞是直接由较大的恒星演化出来的,质量大概是太阳的8倍左右,史瓦西黑洞的理念早在18世纪就被提出了,再后来经过无数人的研究它已经是最寻常的黑洞,史瓦西黑洞形成的过程是怎样的呢?

史瓦西黑洞是什么?

史瓦西黑洞的由来 它的形成过程是怎样的?

史瓦西黑洞就是所谓“寻常黑洞”,它是直接由较大的恒星演化而来的。恒星到晚期时核燃料消耗殆尽,辐射压(光压)急剧减弱,星体在其自身引力的作用下坍缩。若质量(指原恒星的质量)大于8倍的太阳,其产物就是黑洞。在宇宙空间里,此类黑洞具多数,其最大质量一般不超过50倍太阳。从数学上来说,史瓦西黑洞就是其外部的引力场符合史瓦西解的黑洞。史瓦西研究的是在绝对真空中完全球对称的,在塌缩过程中没有丝毫物质异动。不带电荷,没有丝毫旋转的,标准理想化恒星的塌缩过程,以及它内外时空的场方程解。

史瓦西黑洞的由来:

史瓦西黑洞的由来 它的形成过程是怎样的?

黑洞的概念最早出现是1798年,当时拉普拉斯根据牛顿力学计算出,一个直径为太阳250倍而密度与地球一样的天体,其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体。1939年,奥本海默根据广义相对论证明一个无压球体在自身引力作用下能坍缩到直径小于某个临界半径且无自转的时候,这个黑洞就称为球对称的史瓦西黑洞。

史瓦西黑洞的由来 它的形成过程是怎样的?

自从史瓦西给出了爱因斯坦场方程的解以后,许多种类的黑洞模型先后被科学家从爱因斯坦场方程的框架下产生出来。所提出的黑洞类型,俨然形成了一个黑洞家族。其中,最为寻常的是史瓦西黑洞,它是被研究讨论的首要成员。

史瓦西黑洞如何形成?

史瓦西黑洞的由来 它的形成过程是怎样的?

史瓦西黑洞就是所谓的“寻常黑洞”,它是直接由较大的恒星演化而来的。恒星到晚期时核燃料消耗殆尽,辐射压急剧减弱,星体在其自身引力的作用下坍缩。我们知道,黑洞是一个超大质量的高密度天体,并且可以将一切物质吸进黑洞中去。而史瓦西黑洞是是其外部的引力场符合史瓦西解的黑洞。

史瓦西黑洞的由来 它的形成过程是怎样的?

史瓦西研究的是在绝对真空中完全球对称的,在塌缩过程中没有丝毫物质异动,不带电荷,没有丝毫旋转的,标准理想化恒星的塌缩过程,以及它内外时空的场方程解。可以说史瓦西黑洞是所有寻常黑洞的发祥地。而史瓦西黑洞本身是一个不会旋转、不带电荷的黑洞,而奇点便是黑洞异性的来源。

史瓦西黑洞的由来 它的形成过程是怎样的?

奇点,是黑洞奇异性的来源,也就是黑洞中允许相对论和量子理论同时大规模作用于同一个物体的源泉。任何接触到奇点的物质(包括场)必然被奇点摧毁,被分解为纯粹的基本粒子和时空单体,即使是形成这个黑洞、这个视界、这个奇点的恒星,也将被它摧毁而不再对黑洞产生任何影响。

拓展:黑洞的其他分类

史瓦西黑洞的由来 它的形成过程是怎样的?

1.超大质量黑洞

假如一个天体的密度为1000吨/立方米(水在普通条件下的密度是1吨/立方米),而其质量约为1.5亿个太阳质量的话,它的史瓦西半径会超过它的自然半径,这样的黑洞被称为是超大质量黑洞。绝大多数今天观察到的黑洞的迹象来自于这样的黑洞。一般认为它们不是由星群收缩碰撞造成的,而是从一个恒星黑洞开始不断增长、与其它黑洞合并而形成的。一个星系越大其中心的超大质量黑洞也越大。

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2.恒星黑洞

假如一个天体的密度为核密度(约  千克/立方米,相当于中子星的密度)而其总质量在太阳质量的三倍左右则该天体会被压缩到小于其史瓦西半径,形成一个恒星黑洞。

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3.微黑洞

小质量的史瓦西半径也非常小。一个质量相当于喜马拉雅山的天体的史瓦西半径只有一纳米。暂时没有任何可以想象得出来的原理可以产生这么高的密度。一些理论假设宇宙产生时会产生这样的小型黑洞。

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