回覆列表
  • 1 # 星宇飄零2099

    黑洞是根據現在主流的引力理論——廣義相對論提出來的一種緻密天體,最早由卡爾·史瓦西在史瓦西度規中得到的一個解,他指出當天體由於引力坍縮到一個半徑範圍以內後,即使宇宙中最快的光速也無法從其表面逃逸,這個半徑半徑僅由天體質量M與兩個常數(萬有引力常數G和光速常數c)共同決定,後來稱達到這種半徑範圍內的天體為黑洞。

    根據已知理論,黑洞可以通過演化到末期的恆星坍縮產生。當足夠大質量的恆星演化到末期,其核心附近的核聚變開始產生鐵,鐵在核心附近大量堆積,由於鐵核聚變時釋放的能量低於其產生核聚變所吸收的能量,因此恆星無法通過鐵核聚變產生足夠的能量來抵禦引力坍縮,因此核心的核聚變最終停止,核心失去核聚變所產生的輻射壓,引力坍縮勢不可擋地發生,大量的外層物質以接近自由落體的速度落向中心鐵核,被中心處於電子簡併態的鐵核劇烈反彈把恆星殼層炸飛形成超新星爆發。

    而剩餘物質會繼續向內坍縮,當剩餘的核心質量達到錢德拉塞卡極限(約1.44倍太陽質量)後,處於電子簡併態的核心無法抵禦強大的引力,處於簡併態的電子被壓入原子核與質子結合成電中性的中子,整個核心就會處在中子簡併態,此時一顆緻密的中子星形成了。這種超級緻密的天體2、30公里的直徑範圍內就包含了一個太陽質量的物質。

    假如剩餘質量超過奧本海默極限(約3.2倍太陽質量)後,中子簡併態也無法抵禦強大的引力坍縮,物質會勢如破竹地向內坍縮,沒有任何已知的作用力能阻止這種坍縮了,因此,它最終會坍縮到史瓦西半徑範圍內產生光速無法逃逸的視界,最終形成黑洞。

    所以很顯然,這樣通過恆星演化自然形成的黑洞質量都不低,至少都有2-3倍陽質量以上(奧本海默極限是個很籠統的數字)。不過,畢生研究黑洞的頂級科學家史蒂芬·霍金提出一種可能,在宇宙大爆炸出去由於某種原因產生一些極端的密度異常,從而形成一些質量較小的原初黑洞。雖然這只是霍金為了驗證他的霍金輻射理論提出來的一種猜想,直到現在依然沒有發現到它們存在的證據,但畢竟它們是理論上允許存在的,所以下面我們就用這樣的黑洞來討論“小黑洞能不能吞噬比它大的天體”?答案是:必須能!即使一個體積只有乒乓球大小,質量大約地球大的原初黑洞,都可以把太陽毫費勁地吞掉不帶打嗝的……最多也就留個吸積盤在周圍慢慢啃……

    這是由於黑洞視界是一個單向膜,任何越過這個單向膜的物質和能量都無法再出來,因此黑洞是不會像其它天體一樣吃撐掉的,它只會越吃越大越大越能吃……事實上在它剛被提出來的時候就有人擔心過整個宇宙都會被它吃進去……

    所以,由於單向膜的存在,即使超小質量的黑洞,只要它沒有瞬間在霍金輻射下蒸發掉,它就能吞噬遠超過它質量的天體。

  • 2 # 純野生科學家

    ▲一顆被黑洞撕碎的恆星。

    超小質量黑洞是完全可以吞噬大質量天體的,前提是它得能存在足夠的時間。

    超小質量黑洞確實存在,或者說“存在過”,它們也被稱為量子黑洞,曾經在大型粒子對撞機裡產生過。但是這種普郎克尺度的黑洞會迅速的蒸發掉,無法吞噬誰。一個黑洞要想比較穩定的存在,其質量最少也得達到太陽質量的3倍才行。

    它會毫不猶豫地開始搶奪太陽表面的物質來壯大自己,在周圍生成明亮的高速螺旋狀吸積盤,直到把整個太陽吃幹抹淨為止。

    以小吞大?為什麼會這樣?其實思考天體引力時,我們不應糾結於一個天體的整體質量,更應該琢磨一下它的密度,因為單位體積內的質量與它的“引力強度”關係更為密切。

    引力本身就是質量扭曲空間的表現,所以某一質量的物體佔據的空間越少,它製造的空間扭曲就越嚴重,表現出的現象就是它的引力更強。

    比如一個質量等於50個太陽的星際塵埃團,跨度光年級別,看著雄偉壯麗。但云團內物質分佈稀疏,它的引力對周圍物體的影響就非常有限了,你駕駛飛船從它裡面穿過去都不會感覺到什麼。

    但黑洞的視界內部是一個體積無限小、密度無限大的奇點,將如此大的質量置於無限接近於零的空間中,它製造的時空扭曲就可以對周邊物體產生巨大的影響了。這時別說飛船了,光線都別想從它的視界範圍內溜走。

    所以即使奇點的質量只有60000億億億噸(葡萄地球黑洞的質量),它也可以憑藉超強的“引力密度”吞噬掉附近質量比自己大得多的太陽——因為與奇點相比,太陽內部的物質分佈太稀疏了。

    巨大而稀疏的恆星會把自己引力的效果“稀釋”掉,不怕熱的話,你可以以每秒418公里的速度在幾百公里高度上環繞著它執行,想離開,加速到每秒617.7公里以上就行了;微小而緻密的黑洞則會無限地扭曲附近的空間,形式一個引力陷阱,如果你的飛船離它只有數百公里遠……你可能需要加速至亞光速才能保命。

    所以,兩個互相接近的天體誰吞噬誰,並不只由它們各自的質量決定。同樣質量下誰佔據的空間更小,誰才更可能成為吞噬者。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 如何看待伊朗外交部:阿以關係正常化非法,在向巴勒斯坦人捅刀子?