黑洞,神秘的生命周期

黑洞是宇宙中十分神秘的天体,在黑洞附近,引力被发挥到极致,甚至连光都无法逃脱。

然而黑洞也有自己的生命周期,也同样需要经历死亡。


黑洞,神秘的生命周期


黑洞的诞生:

一颗恒星的死亡,或许意味着黑洞的诞生。

但是恒星想要坍塌成黑洞,至少需要10倍太阳的质量,黑洞的诞生与恒星的死亡密切相关,在宇宙中是普遍发生的事情。

恒星在寿命尽头的爆炸和坍塌,会产生强大的冲击波,这些冲击波可以压缩更多的气体和尘埃,从而促进宇宙星系的形成。


黑洞,神秘的生命周期


人类观测到的超大质量黑洞,拥有太阳质量的100万倍,甚至10亿倍,但是这些黑洞都是以小型黑洞发展而来。


黑洞的成长:

天文学家发现的超大质量黑洞,形成时间大约在130亿年前,质量是太阳的10亿倍。黑洞,是如何获得如此巨大的质量?

对于超大质量黑洞,科学家有两种解释:

  • 在早期宇宙,物质密度较大的时间里,一些高密度区域直接坍塌成黑洞。这些物质还没有经过成型的转变,就被黑洞吸收。
  • 早期星系中,较小的黑洞在星系中心逐渐合并,形成大型黑洞。当然,这种理论需要黑洞的初始大小足够,否则会导致成长速度非常慢。​


黑洞,神秘的生命周期


黑洞形成后,会不断捕获周围的物体。

当物体掉落到黑洞上,就会逐渐增加黑洞的整体质量和体积,从而不断发展积累,这也是黑洞成长的一种方式。


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黑洞的死亡:

黑洞似乎一直在不断吞噬物体,不断成长,黑洞会死亡吗?

史蒂芬·霍金提出“霍金辐射”,利用霍金辐射的物理机制,黑洞有可能消失。

根据海森堡测不准原理,真空会凭空产生粒子和反粒子,两者会碰撞消失,回归能量,这类似能量的自然传递。

在黑洞的引力场下,一个粒子坠入黑洞,另一个粒子就会逃脱,从而带走黑洞的部分能量,产生辐射。

黑洞,神秘的生命周期


霍金辐射还没有被明确观测到,但是很多实验数据表明,黑洞确实存在一定的辐射。

另一方面,霍金辐射的作用效果非常缓慢,以人类的寿命,观测一对粒子或许就要耗费终生。就算宇宙诞生时产生了黑洞,也需要10^54年时间,才能消耗完一个黑洞。

所以说,目前肯定没有因霍金辐射而消失的黑洞。


黑洞,神秘的生命周期


​黑洞,是古老而又神秘的天体。

对于人类来说,黑洞发生的一切,都很难去解释。在人类有限的生命中,或许可以破解黑洞之谜,或许黑洞永远是个谜。


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