作业帮什么是黑洞?黑洞是由什么组成的?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/02 19:02:29
什么是黑洞?黑洞是由什么组成的?
什么是黑洞?黑洞是由什么组成的?
什么是黑洞?黑洞是由什么组成的?
黑洞广义相对论预言的一种特别致密的暗天体.大质量恒星在其演化末期发生塌缩,其物质特别致密,它有一个称为“视界”的封闭边界,黑洞中隐匿着巨大的引力场,因引力场特别强以至于包括光子在内的任何物质只能进去而无法逃脱.形成黑洞的星核质量下限约3倍太阳质量,当然,这是最后的星核质量,而不是恒星在主序时期的质量.除了这种恒星级黑洞,也有其他来源的黑洞——所谓微型黑洞可能形成于宇宙早期,而所谓超大质量黑洞可能存在于星系中央.（参考：《宇宙新视野》）
黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故.我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞.虽然这么说,但黑洞还是有它的边界,即”事件视界（视界）”．据猜测,黑洞是死亡恒星的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的.另外,黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化到末期而形成的,质量小于钱德拉塞卡极限的恒星是无法形成黑洞的．（有关参考：《时间简史》——霍金 著）
■物理学观点的解释 黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大,靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脱离.对于地球来说,以第二宇宙速度（11.2km/s）来飞行就可以逃离地球,但是对于黑洞来说,它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以连光都跑不出来,于是射进去的光没有反射回来,我们的眼睛就看不到任何东西,只是黑色一片.
一些科学家认为,以为光的速度比黑洞慢,所以被吸进去,当速度比黑洞快时就可以穿过黑洞边缘.
■划分一
按组成来划分,黑洞可以分为两大类.一是暗能量黑洞,二是物理黑洞.
暗能量黑洞
它主要由高速旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量.巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞,详情请看“宇宙黑洞论”.暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础.物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量.当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞.暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大.
物理黑洞
它的比起暗能量黑洞来说体积非常小,它甚至可以缩小到一个奇点.
■划分二
1972年,美国普林斯顿大学青年研究生贝肯斯坦提出黑洞"无毛定理"：星体坍缩成黑洞后,只剩下质量,角动量,电荷三个基本守恒量继续起作用.其他一切因素("毛发")都在进入黑洞后消失了.这一定理后来由霍金等四人严格证明.
由此,根据黑洞本身的物理特性,可以将黑洞分为以下四类.
(1)不旋转不带电荷的黑洞.它的时空结构于1916年由施瓦西求出称施瓦西黑洞.
(2)不旋转带电黑洞,称R-N黑洞.时空结构于1916-1918年由Reissner和Nordstrom求出.
(3)旋转不带电黑洞,称克尔黑洞.时空结构由克尔于1963年求出.
(4)一般黑洞,称克尔-纽曼黑洞.时空结构于1965年由纽曼求出.
跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的.
当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢）,由中心产生的能量已经不多了.这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量.所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡.
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星.而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量.如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩.