關(guān)于黑洞的形成，科學(xué)界有著很多的說(shuō)法，但卻并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的說(shuō)法。下面是小編分享的黑洞的形成原因，一起來(lái)看看吧。

　　黑洞的形成原因

　　亦可以簡(jiǎn)單理解：通常恒星的最初只含氫元素，恒星內(nèi)部的氫原子時(shí)刻相互碰撞，發(fā)生裂變、聚變。由于恒星質(zhì)量很大，裂變與聚變產(chǎn)生的能量與恒星萬(wàn)有引力抗衡，以維持恒星結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。由于裂變與聚變，氫原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)最終發(fā)生改變，破裂并組成新的元素——氦元素。接著，氦原子也參與裂變與聚變，改變結(jié)構(gòu)，生成鋰元素。如此類推，按照元素周期表的順序，會(huì)依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至鐵元素生成，該恒星便會(huì)坍塌。這是由于鐵元素相當(dāng)穩(wěn)定不能參與裂變或聚變，而鐵元素存在于恒星內(nèi)部，導(dǎo)致恒星內(nèi)部不具有足夠的能量與質(zhì)量巨大的恒星的萬(wàn)有引力抗衡，從而引發(fā)恒星坍塌，最終形成黑洞。

　　跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由質(zhì)量大于太陽(yáng)質(zhì)量20倍的恒星演化而來(lái)的。

　　當(dāng)一顆恒星衰老時(shí)，它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料(氫)，由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒(méi)有足夠的力量來(lái)承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

　　質(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星，質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽(yáng)的質(zhì)量。如果超過(guò)了這個(gè)值，那么將再?zèng)]有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發(fā)另一次大坍縮。

　　這次，根據(jù)科學(xué)家的猜想，物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍，直至成為一個(gè)體積很小、密度趨向很大。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑)，正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無(wú)法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯(lián)系——“黑洞”誕生了。

　　根據(jù)科學(xué)家計(jì)算,一個(gè)物體要有每秒種7.9公里的速度,就可以不被地球的引力拉回到地面,而在空中饒著地球轉(zhuǎn)圈子了.這個(gè)速度,叫第一宇宙速度.如果要想完全擺脫地球引力的束縛,到別的行星上去,至少要有11.2km/s的速度,這個(gè)速度,叫第二宇宙速度.也可以叫逃脫速度.這個(gè)結(jié)果是按照地球的質(zhì)量和半徑的大小算出來(lái)的.就是說(shuō),一個(gè)物體要從地面上逃脫出去,起碼要有這么大的速度?？墒菍?duì)于別的天體來(lái)說(shuō),從它們的表面上逃脫出去所需要的速度就不一定也是這么大了。一個(gè)天體的質(zhì)量越是大,半徑越是小,要擺脫它的引力就越困難,從它上面逃脫所需要的速度也就越大.

　　按照這個(gè)道理,我們就可以這樣來(lái)想:可能有這么一種天體,它的質(zhì)量很大，而半徑又很小,使得從它上面逃脫的速度達(dá)到了光的速度那么大。也就是說(shuō),這個(gè)天體的引力強(qiáng)極了,連每秒鐘三十萬(wàn)公里的光都被它的引力拉住，跑不出來(lái)了。既然這個(gè)天體的光跑不出來(lái),我們?nèi)徽劸涂床灰?jiàn)它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的，任何物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的速度都不可能超過(guò)光速.既然光不能從這種天體上跑出來(lái),當(dāng)然任何別的物質(zhì)也就休想跑出來(lái).一切東西只要被吸了進(jìn)去，就不能再出來(lái)，就象掉進(jìn)了無(wú)底洞,這樣一種天體，人們就把它叫做黑洞.

　　黑洞產(chǎn)生的過(guò)程

　　黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止，被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣。跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由質(zhì)量大于太陽(yáng)質(zhì)量20倍的恒星演化而來(lái)的。當(dāng)一顆恒星衰老時(shí)，它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料(氫)，由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒(méi)有足夠的力量來(lái)承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。質(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星，質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽(yáng)的質(zhì)量。如果超過(guò)了這個(gè)值，那么將再?zèng)]有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發(fā)另一次大坍縮。根據(jù)科學(xué)家的猜想，物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍，直至成為一個(gè)體積很小、密度趨向很大。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑)，正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無(wú)法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯(lián)系——“黑洞”誕生了。

　　黑洞與白洞之間的存在

　　白洞是廣義相對(duì)論所預(yù)言的一種與黑洞相反的特殊天體。和黑洞類似，白洞也有一個(gè)封閉的邊界，聚集在白洞內(nèi)部的物質(zhì)，只能經(jīng)邊界向外運(yùn)動(dòng)，而不能反向運(yùn)動(dòng)，就是說(shuō)白洞只向外部輸出物質(zhì)和能量。白洞是一個(gè)強(qiáng)引力源，能把它周圍的物質(zhì)吸積到邊界上形成物質(zhì)層。但白洞還是一種理論模型，尚未被觀測(cè)所證實(shí)。

　　說(shuō)它“黑”，是指它就像宇宙中的無(wú)底洞，任何物質(zhì)一旦掉進(jìn)去，“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光無(wú)法逃逸，所以我們無(wú)法直接觀測(cè)到黑洞。然而，可以通過(guò)測(cè)量它對(duì)周圍天體的作用和影響來(lái)間接觀測(cè)或推測(cè)到它的存在。

　　關(guān)于宇宙外的第二大黑洞

　　來(lái)自臺(tái)灣、在美國(guó)加州大學(xué)柏克萊分校擔(dān)任天文物理學(xué)教授的馬中佩和團(tuán)隊(duì)，花了兩年多時(shí)間在宇宙“偏鄉(xiāng)”發(fā)現(xiàn)超大黑洞。美國(guó)太空總署(NASA)臺(tái)灣時(shí)間昨上午宣布此突破性發(fā)現(xiàn)，同時(shí)登上國(guó)際知名期刊《自然》(Nature)。

　　據(jù)西班牙《阿貝賽報(bào)》網(wǎng)站4月6日?qǐng)?bào)道，科學(xué)家認(rèn)為，在意想不到的天空區(qū)域中發(fā)現(xiàn)第二大黑洞，意味著宇宙中的超級(jí)大黑洞可能比之前預(yù)想的更常見(jiàn)。報(bào)道稱，迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的超級(jí)大黑洞，即那些質(zhì)量約為太陽(yáng)質(zhì)量100億倍的大黑洞，都位于超大星系的核心，這些超大星系又與其他大星系并存于某區(qū)域。雖然在宇宙星系密布區(qū)的某個(gè)大星系中發(fā)現(xiàn)超級(jí)大黑洞屬于意料之中，就像在曼哈頓發(fā)現(xiàn)摩天大樓一樣，但在星系稀疏的區(qū)域發(fā)現(xiàn)超級(jí)大黑洞看似不太可能。但是新發(fā)現(xiàn)說(shuō)明，或許它們并不是如此罕見(jiàn)，因?yàn)镹GC1600星系是很常見(jiàn)的星系。

　　黑洞的引力

　　根據(jù)科學(xué)家計(jì)算，一個(gè)物體要有每秒中七點(diǎn)九公里的速度，就可以不被地球的引力拉回到地面,而在空中饒著地球轉(zhuǎn)圈子了。這個(gè)速度，叫第一宇宙速度。如果要想完全擺脫地球引力的束縛，到別的行星上去，至少要有11.2km/s的速度,這個(gè)速度,叫第二宇宙速度。也可以叫逃脫速度。這個(gè)結(jié)果是按照地球的質(zhì)量和半徑的大小算出來(lái)的。就是說(shuō)，一個(gè)物體要從地面上逃脫出去,起碼要有這么大的速度?？墒菍?duì)于別的天體來(lái)說(shuō),從它們的表面上逃脫出去所需要的速度就不一定也是這么大了。一個(gè)天體的質(zhì)量越是大,半徑越是小,要擺脫它的引力就越困難,從它上面逃脫所需要的速度也就越大。

　　按照這個(gè)道理,我們就可以這樣來(lái)想:可能有這么一種天體,它的質(zhì)量很大，而半徑又很小,使得從它上面逃脫的速度達(dá)到了光的速度那么大。也就是說(shuō),這個(gè)天體的引力強(qiáng)極了,連每秒鐘三十萬(wàn)公里的光都被它的引力拉住，跑不出來(lái)了。既然這個(gè)天體的光跑不出來(lái),我們?nèi)徽劸涂床灰?jiàn)它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的，任何物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的速度都不可能超過(guò)光速。既然光不能從這種天體上跑出來(lái),當(dāng)然任何別的物質(zhì)也就休想跑出來(lái)。一切東西只要被吸了進(jìn)去，就不能再出來(lái)，就象掉進(jìn)了無(wú)底洞,這樣一種天體，人們就把它叫做黑洞。

　　太陽(yáng)現(xiàn)在的半徑是七十萬(wàn)公里。假如它變成一個(gè)黑洞,半徑就的大大縮小?？s到多少?只能有三公里。地球就更可憐了,它現(xiàn)在半徑是六千多公里。假如變成黑洞，半徑就的縮小到只有幾毫米。那里會(huì)有這么大的壓縮機(jī)，能把太陽(yáng)地球縮小的這么!這簡(jiǎn)直象里的神話故事,黑洞這東西實(shí)在太離奇古怪了。但是，上面說(shuō)的這些可不是憑空想象出來(lái)的,而是根據(jù)嚴(yán)格的科學(xué)理論的出來(lái)的。原來(lái),黑洞也是由晚年的恒星變成的,象質(zhì)量比較小的恒星,到了晚年，會(huì)變成白矮星;質(zhì)量比較大的會(huì)形成中子星?，F(xiàn)在我們?cè)偌右痪?質(zhì)量更大的恒星,到了晚年，最后就會(huì)變成黑洞。所以，總結(jié)起來(lái)說(shuō),白矮星中子星和黑洞,就是晚年恒星的三種變化結(jié)果。白矮星已經(jīng)找到了，中子星也找到了，黑洞找到?jīng)]有?也應(yīng)該找到的。主要因?yàn)楹诙词呛诘?，要找到它們?shí)在是很困難。特別是那些單個(gè)的黑洞，我們現(xiàn)在簡(jiǎn)直毫無(wú)辦法。有一種情況下的黑洞比較有希望找到，那就是雙星里的黑洞。

　　雙星就是兩顆互相饒著轉(zhuǎn)的恒星。雖然我們看不見(jiàn)黑洞，但卻能從那顆看的見(jiàn)的恒星的運(yùn)動(dòng)路線分析出來(lái)。這是什么道理呢?因?yàn)?雙星中的每一個(gè)星都是沿著橢圓形路線運(yùn)動(dòng)的,而單顆的恒星不是這樣運(yùn)動(dòng)。如果我們看到天空中有顆恒星在沿橢圓形路線運(yùn)動(dòng),卻看不到它的'同伴',那就值得仔細(xì)研究了。我們可以把那顆星走的橢圓的大小，走完一圈用的時(shí)間，都測(cè)量出來(lái)。有了這些，就可以算出來(lái)那個(gè)看不見(jiàn)的'同伴'的質(zhì)量有多大。如果算出來(lái)質(zhì)量很大，超過(guò)中子星能有的質(zhì)量，那就可以進(jìn)一步證明它是個(gè)黑洞了。在天鵝星座，有一對(duì)雙星，名叫天鵝座X- 1。這對(duì)雙星中，一顆是看的見(jiàn)的亮星,另一顆卻看不見(jiàn)。根據(jù)那可亮星的運(yùn)動(dòng)路線?？梢运愠鰜?lái)它的'同伴'的質(zhì)量很大,至少有太陽(yáng)質(zhì)量的五倍。這么大的質(zhì)量是任何中子星都不可能有的。當(dāng)然，除這些以外還有別的證據(jù)。所以,基本上可以肯定，天鵝座X-1中那個(gè)看不見(jiàn)的天體就是一個(gè)黑洞。這是人類找到的第一個(gè)黑洞。

　　還發(fā)現(xiàn)有幾對(duì)雙星的特征也跟天鵝座X-1很相似，它們里面也有可能有黑洞。科學(xué)家正對(duì)它們作進(jìn)一步的研究。“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個(gè)“大黑窟窿”，其實(shí)不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場(chǎng)是如此之強(qiáng)，就連光也不能逃脫出來(lái)。

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