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  • 1 # 徐149696081

    黑洞是大質量恆星晚期燃燒耗盡之後,沒有了聚變產生的膨脹與內部引力想抗衡,坍塌之後形成的緻密的點。條件是達到一定的質量,以太陽的質量晚年只能形成白矮星,連中子星都成不了,不要說黑洞了。氫彈的質量才多大?

  • 2 # 講科學堂

    黑洞是大質量天體發生重力坍縮的產物。巨大的恆星在核聚變燃料耗盡後,由於沒有了核聚變反應產生的輻射壓支撐恆星的體積,恆星就會在自身重力作用下向內坍縮。

    圖:恆星的演化

    太陽這麼大質量的恆星剩餘物質,坍縮到將核外電子壓縮到最低能量軌道時,不確定性原理提供的排斥力就能夠支撐住恆星的重力,這就是白矮星。

    質量超過1.44倍太陽質量的就會把電子壓縮到原子核之中,形成中子星。

    質量超過3.2倍太陽質量的,就沒有什麼能夠阻擋恆星的坍縮了,它會坍縮成一個奇點。奇點巨大的密度彎曲了其周邊的時空,使得在一定範圍內連光都逃不出它的引力場,看上去就像是黑的一樣,這就是黑洞。

    黑洞的產生是巨大的向物體內部的力,使得物質密度變得非常的巨大,任何質量的物質只要達到臨界密度都能夠形成黑洞。這個密度可以透過史瓦西半徑公式計算:

    氫彈爆炸是一個主要向外發散的力,如果能夠將這個力約束在一個極小的範圍內,就能夠形成黑洞,但人類還不具備這個能力。如果要製造人工黑洞,最好的方法就是利用大型對撞機將兩束粒子加速到接近光速,然後讓它們對撞。可惜的是,現在人類還沒有這麼巨大的對撞機。但在可見的未來,人類應該能夠製造得出這樣的對撞機。

    圖:位於歐洲的大型強子對撞機

  • 3 # 星辰大海路上的種花家

    為什麼氫彈爆炸不形成黑洞?

    這個話題中有一個先入為主的錯誤理論,即將超新星爆發作為中子星和黑洞形成的必要條件,而事實上則是在中子星和黑洞形成前夕,即使超新星不爆發也一樣該中子星就形成中子星,該黑洞就形成黑洞!那麼是一個怎樣的過程呢?

    一、什麼樣的恆星能形成黑洞?

    一般認為在紅巨星階段質量仍然能超過30倍以上的恆星其核心在超新星爆發前夕能超過奧本海默極限,即達到坍縮成黑洞的下限質量標準!而之前沒有坍縮是因為內部還存在核聚變產生的輻射壓,支撐著本身不坍縮,以及輻射壓也同時支撐恆星的氣體外殼不坍縮!

    當恆星核心聚變成鐵元素後即停止聚變,因為鐵以後的元素聚變都需要吸收能量才可以,因此此時恆星的核心已經處於極度臨界狀態,外殼隨時將坍縮!而大質量恆星的外殼質量佔了整個恆星的80%以上(根據初生黑洞質量為太陽的3.8倍計),本來由於核心高於氫元素的燃燒超強的輻射壓將其推離了核心,但輻射壓消失後外殼將會跌落核心,這個坍縮的速度非常高,根據超新星模型計算其坍縮速度接近光速,在巨大能量的撞擊下直接導致超新星爆發!

    但在這個過程中,超新星是能形成中子星和黑洞的恆星必須要經歷的一個時間段,但這並不是核心坍縮的必要條件,真正的必要條件是核心能核聚變的元素耗盡,與引力坍縮能對抗的輻射壓消失,這才是真正的前提!

    二、氫彈爆炸能達到這個效果嗎?

    首先我們要了解一下的是氫彈爆炸這種條件在宇宙中比比皆是!比如太陽上時時刻刻都在發生,而且要比氫彈劇烈得多!WHAT?

    氫彈爆炸時的氚氘聚變過程

    太陽核心的聚變過程,首先是2個氕核聚變為氘核,然後一個氕核在與氘核聚變為氦-3,最後氦-3再聚變為氦-4,現在的太陽到氦四就沒法再聚變了,因為溫度還不夠!並且每秒太陽核心都會有6.5億噸的氫元素被消耗掉,即相當於裝藥量約6.5億噸的氫彈爆炸!但太陽在那裡好好的,不要說現在,即使未來太陽也無法形成黑洞!太陽未來將形成白矮星,因為它的核心質量不夠,也只能形成白矮星而已!

    不管你信不信,這就是太陽的未來,最終結局就是一顆碳氧白矮星!

    所以氫彈爆炸是無法形成黑洞的,不是因為它的能量不夠大,而是它的質量不夠!

  • 4 # 易就是簡單

    氫彈爆炸是無法達到形成黑洞的能量的。而且,黑洞恰恰不是核聚變形成的,而是核聚變不夠抵抗恆星自身重力,恆星坍縮,質量足夠大時,恆星坍縮形成黑洞。

    氫彈爆炸的聚變反應是讓恆星發熱發光的反應。這是恆星最基礎的核反應。嚴格的說,氫彈爆炸的氫-->氦的反應過程,和恆星中氫-->的過程並不一樣,因為核聚變原料不一樣,但是核聚變灰燼是相似的。

    下圖是氫彈爆炸的氫核聚變反應過程。

    氫彈的主要核聚變原料是重氫(H2,氘dao)或超重氫(H3,氚chuan),兩者聚變為鋰5,然後衰變為氦4和一箇中子。

    而恆星的輕核聚變的核原料是氫離子,也就是(H1氕pie)。聚變的過程是:

    2個氕核聚變為氘核,H1+H1=H2;

    1個氕核與1個氘核聚變為氦3,H1+H2=He3;

    1個氕核與1個氦3聚變為氦4,H1+He3=He4。

    當氫-->氦的聚變開始後,恆星升溫,內部巨大的熱壓力導致膨脹的趨勢,與恆星自身重力導致的坍縮趨勢相平衡,恆星的溫度和體積就穩定下來。

    因為恆星的氫核聚變發生在溫度和壓強最高的恆星核心,核心外面巨大的恆星物質產生的壓強將核聚變反應牢牢地約束在恆星核心,因此恆星的核聚變非常穩定,不會產生爆炸那樣的失控狀態。

    中層和外層巨大的質量將因為溫度還不夠!並且每秒太陽核心都會有6.5億噸的氫元素被消耗掉,即相當於裝藥量約6.5億噸的氫彈爆炸!但太陽在那裡好好的,不要說現在,即使未來太陽也無法形成黑洞!太陽未來將形成白矮星,因為它的核心質量不夠,也只能形成白矮星而已!

    但是,僅僅是氫-->氦的核聚變產生的溫度和壓強,尚且不能引發下一步核聚變,何況將恆星壓縮為黑洞。

    恆星成為黑洞恰恰不是核聚變的力量,而是核聚變產生的向外膨脹的熱壓力不足以抵抗自身重力(引力)的作用,恆星開始坍縮。如果恆星質量介於0.4-3.4倍太陽質量,恆星耗盡燃料後會發生超新星爆炸,丟擲外層物質,剩下一個白矮星的核心,白矮星是靠電子簡併壓來支撐自身重力,或者說,由圍繞著原子核旋轉的電子支撐住了自身重力。白(矮星的核心的某一層應該是恆星尺寸的大鑽石,女孩子們肯定會很喜歡,但是白矮星的溫度是極其熾熱的,要等到很漫長的時間才會冷卻下來。)

    如果恆星質量更大,超新星爆發後,其遺留核心介於1.44倍到3.2倍太陽質量之間,電子簡併壓已經無法支撐自身重力,恆星自身重力會把原子核外的電子壓到原子核裡,形成中子。整個恆星核心會以中子的形態存在,這就是中子星。此時星體是靠中子簡併壓支撐自身重力,或者說,是中子在支撐自身重力。

    如果超新星爆發後的遺留核心超過太陽質量的3.2倍,就再無已知力可以支撐恆星自身重力,恆星重力就會無限坍縮下去,形成一個尺度無限小的點,這就是“黑洞奇點”,此時時空曲率無限大,或者說引力場無限大,連光的速度也無法逃逸出去,外界無法觀察到這個星體,所以稱為黑洞。

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