黑洞的密度无限大,那么黑洞会是什么元素组成的?塌缩的铁会形成新元素吗?

为了部落17


至今无人知道黑洞是由什么组成,黑洞是一巨大的引力时空,它的存在是天体没形成前就己经有了,也不是恒星的产物,宇宙中的一些元素是恒星内部强烈的聚变,将质子压在一起而存在的,有些元素太重,无法通过恒星聚变产生,如铁。


平常人246089341


黑洞的密度无限大,那么黑洞会是什么元素组成的?塌缩的铁会形成新元素吗?

这个问题表述不是很准确。

黑洞密度无限大只是指黑洞中心的奇点。

现在人们认识黑洞一般把黑洞史瓦西半径包括在内。

黑洞奇点无穷小,但史瓦西半径是有一定尺度的。

这个半径与质量成正比,质量越大,史瓦西半径就越大。

计算公式为:R=2GM/C²

式中,R为史瓦西半径,G为引力常数(6.67x10^-11N·m²/kg²),M为质量,C为光速。

但黑洞所有质量是集中在奇点上。

这个奇点体积无限小,无限小的东西使我们无法认知的东西。哪怕这个黑洞质量只有1克,其密度也是无限大的,因为无限小的体积无法测算密度。

既然物质在无穷小的体积里,任何我们认知的元素都不存在。

我们认知的物质都是由原子组成,元素也是有原子组成。

我们人类能够认知的最小尺度是普朗克尺度,也就是1.6×10^-35米。电子直径为10^-15米,普朗克尺度比电子小20个数量级,也就是小1万亿亿倍。

量子力学认为,小于普朗克尺度对于我们世界没有任何意义。

但奇点无限小,就是比这个还要小,不知小多少。

而黑洞的所有质量都在这个奇点里,这样的物质现有任何理论都无法描述。

事实上,到了白矮星,物质就不是由我们认知的元素组成了。

白矮星是太阳的归宿,一般认为,0.5倍以上到8倍以下太阳质量的恒星,死亡后就会留下一个白矮星,因此白矮星是这类恒星的尸骸。

白矮星上的物质非常至密,原子被压扁压破,一些核外电子成了自由电子,但还基本保持了原子的状态,依靠电子简并压支撑着引力压力,所以又叫做电子简并态物质。

何谓电子简并压?就是根据泡利不相容原理,在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。

这样电子之间就形成了一种无法相容的压差,靠这个支撑着不继续塌陷。

白矮星物质密度达到每立方厘米1~10吨,已经不是我们认识的任何一种元素了。

这种至密物质的星球引力很强大,一般天体,也就是恒星、行星、星际物质靠近它都会被拉扯撕碎吃掉。

随着白矮星不断的吞噬周边天体物质,也就是吸积,质量达到钱德拉塞卡极限,也就是太阳的1.44倍时,电子简并压就承受不住身体的压力了,就会继续塌缩,巨大能量引发突发碳、氧核聚变,热失控导致la超新星爆发。

白矮星爆发的结果很可能形成一颗中子星。

因此钱德拉塞卡极限既是白矮星的上限,也是中子星的下限。

中子星的压力已经将原子压垮压碎了,电子被压进了原子核,与质子中和成为中子,加上原来的中子,整个星球都变成了一个大中子核。

中子星很小,1.44倍太阳质量以上的半径只有10公里大小,因此物质就更极端至密了,其密度达到每立方厘米10亿吨左右,这种物质还能够算得上我们认知的任何元素吗?

中子星是依靠中子简并压支撑着巨大的引力压,但有一个奥本海默极限,就是到达3个太阳质量左右时,就撑不住了,必然坍缩成一个黑洞。

恒星形成中子星或黑洞并不一定要一级一级转变过来,如果恒星巨大,在演化晚期就会直接转变成中子星或者黑洞。

大质量恒星发生超新星大爆炸直接生成中子星或黑洞。

一般认为8倍以上太阳质量的恒星超新星大爆发后,会留下一个中子星;30~40倍太阳质量以上的恒星大爆炸后会留下一个黑洞。

从中我们可以发现,超新星大爆炸是把绝大部分物质都通过爆发抛散到了太空,剩下的核心很小很小。

中子星在3倍太阳质量以下,而一个40倍太阳质量的恒星,生成的黑洞一般只有4倍左右的太阳质量。

也有巨大的恒星由于中心温度太高,会产生足量的反物质,大爆炸后灰飞烟灭,什么也不会留下。

大质量恒星演化末期,都是完成了从氢核聚变开始,一级一级核聚变,到达铁元素就无法进行下去了。

超新星大爆发前原恒星中心都是一个铁核。

大质量恒星都是一级一级不断的发生核聚变,从氢核聚变开始,顺着元素周期表从轻到重不断升级,每升一级所需要的的温度和压力就更高。

但到了铁元素这一关,就过去去了。

这是因为铁元素是最稳定的元素,不管是核裂变还是核聚变都不会产生能量形成自发的核聚变,而是要消耗更多的能量。恒星在演化后期根本没有能量来激发铁核聚变。

这样大质量核心到此核聚变就进行不下去了。

在整个恒星主序星阶段,恒星的稳定都是依靠中心核聚变的辐射压来抵御质量的引力压,没有了核聚变辐射压,恒星引力压导致物质急剧向核心坍缩,导致核心崩溃,热核失控导致巨大能量爆发。

爆发的结果,根据中心留下至密天体的质量不同,形成一个中子星或者一个黑洞。

有人问,中心那个铁核呢?当然也被炸得粉碎了。

超新星爆发的能量巨大,一颗超新星爆发至少相当于太阳一生辐射能量的总和,甚至达到太阳总能量的5700亿倍。

超新星爆发的温度可达100~1000亿度。

在这样巨大能量高温高压下,还有什么物质练不出来呢?那个顽固的铁核当然也不例外,瞬间聚变成了更重的元素。

在宇宙诞生初期,只有氢、氦、锂等轻元素存在,是恒星核聚变和超新星大爆炸,才使我们这个世界的元素渐渐多起来,但总量不到1%。

而现在宇宙中人类已经发现存在118种元素,这些元素的所有重元素,都是恒星通过核聚变和超新星大爆炸得来的。

这些元素无法与极端天体相提并论。

人类已知的118种元素中,密度最大的元素为金属锇,每立方厘米22.8克。

而上述介绍的白矮星和中子星,密度与我们已知元素完全不在一个量级上,是真正的天壤之别。

这些天体都还是我们世界的物质。

而黑洞奇点,已经超出我们的认知,是超时空的东西,人类又怎么能够窥视其中的奥秘呢?

结论:黑洞的组成已经不是我们认知的元素,铁在高温高压下能够聚变出更重的元素,但“塌缩”描述不准确。


时空通讯


任何东西你想了解它,首先都得从它那里获得信息。以人类目前的知识,想要获取地球以外的信息靠的是光。然而,黑洞并不允许光从它身上射出来,所以我们就无法获得黑洞本身的信息,对它的一切认识都是推测,更别说知道它的构成成分了。这就好像你同学看见了一个美女之后,转而来告诉你她怎么怎么好看,你也只能从他告诉你的语言中去构建这个美女的影像,除非你真的去看她一眼,否则光靠转述的信息你的大脑无法构建出一个清晰的图像。


熵界


人类目前对黑洞知之甚少,大多是猜测和推断,至少不能用目前的“科学”手段证实。

宇宙是物质(正反)的、运动(循环)的。

黑洞的密度极大,但绝不是无限大。

太阳(99.86%)占太阳系空间千亿分之一级别,原子核(99.97%)也占原子空间的几千亿分之一,原子核内的空间也不小。

恒星级别的物质压缩原子空间,最终塌缩为黑洞,此时粒子应该至小于质中子。黑洞也在增大,压缩下一级的粒子,或许是暗物质级别。

行星级别质量的物质压力/引力有限,只能止于铁核。


魏东双


黑洞的冷才是物质的还原,只有无限的冷却收缩才有把还原物质高密度收笼,才能原为一体的黑洞逞现。


陈昌海12


黑洞没有密度,是缺失天体。宇宙大爆炸后留下的一个宇宙坑就是黑洞。宇宙大爆炸来自奇点,奇点来自暗能量,


美术家1


我认为黑洞是一个冷体,冷到光都失去了光芒。我们忽视了一个问题,万事都是相对的,热有一个很高的值,但我们却很少了解冷到底有多冷。而黑洞就是一个极冷的场,有很多东西都是可以相互转换的,黑洞也应该具有此特质。宇宙的起源或许与黑洞有关,能量转换成物质,物质转换成能量或许都和黑洞有关。


金海岸上的老船长


铁不会坍塌,只能被装起来。


用户6961602467377


如果有人告诉你黑洞是什么元素诅成的,他就是下一位诺贝尔奖得主。才刚看到照片就谈什么元素,这不是瞎搞吗?过几百年再说。


RMLTT


我认为黑洞没有原素。是由各种场和汤共同形成的,以螺旋的方式极速运转,中心产生极大的引力。


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