一般黑洞的體積有多大?是不是黑洞的密度越大體積就越小

時間 2021-08-11 17:21:03

1樓:新野旁觀者

黑洞是現代廣義相對論中,宇宙空間記憶體在的一種密度無限大,體積無限小的天體,所有的物理定理遇到黑洞都會失效。

2023年,德國天文學家卡爾·史瓦西(karl schwarzschild,1873~2023年)通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解,這個解表明,如果將大量物質集中於空間一點,其周圍會產生奇異的現象,即在質點周圍存在一個介面——「視界」一旦進入這個介面,即使光也無法逃脫.這種「不可思議的天體」被美國物理學家約翰·阿奇巴德·惠勒(john archibald wheeler)命名為「黑洞」.

「黑洞是時空曲率大到光都無法從其視界逃脫的天體」。[1-3]

黑洞是由質量足夠大的恆星在核聚變反應的燃料耗盡而死亡後,發生引力坍縮產生的。黑洞的質量極其巨大,而體積卻十分微小,它產生的引力場極為強勁,以至於任何物質和輻射在進入到黑洞的一個事件視界(臨界點)內,便再無法逃脫,甚至目前已知的傳播速度最快的光(電磁波)也逃逸不出。

黑洞無法直接觀測,但可以藉由間接方式得知其存在與質量,並且觀測到它對其他事物的影響。藉由物體被吸入之前的因高熱而放出紫外線和x射線的「邊緣訊息」,可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行軌跡取得位置以及質量。

科學家最新研究理論顯示,當黑洞死亡時可能會變成一個「白洞」,它不像黑洞吞噬鄰近所有物質,而是噴射之前黑洞捕獲的所有物質。

科學家猜測穿過黑洞可能會到達另一個空間,甚至是時空。

2樓:作者段**

無數億倍太陽天體大。

為什麼超大質量黑洞的密度可以很小,而且質量越大密度越小?

3樓:匿名使用者

看黑洞的定義:一個時空區域,其中的引力場強到使得任何物質和輻射都不能逃逸出來。強引力場意味著物質的高度密集,要形成一個黑洞,就必須把一定的質量放在一定的體積內,在球對稱的情況下,這個體積的大小由史瓦西半徑來給定。

理論上,任何質量和尺度的黑洞都是可能的。從基本粒子大小的黑洞,到恆星尺度、太陽系尺度,直到星系尺度的黑洞。

黑洞並不一定是極度緻密的星。而是隻要緻密到中心囚禁住光就可以了。

物體的密度與緻密度是兩個概念。密度是質量與體積之比,而緻密度是形成黑洞的臨界半徑(可以理解為史瓦西半徑)與實際半徑之比。

這個值是可以計算的。我沒算,下面是從一本書裡摘來的。

物體      質量    尺度(r)  史瓦西半徑(rg) 緻密度(rg/r)

原子     10^-26kg 10^-8cm 10^-51cm 10^-43

山峰     10^12kg 1 km 10^-13cm 10^-18

地球    10^25kg 10^4km 1 cm 10^-9

太陽    10^30kg=1m 10^6km 1 km 10^-6

白矮星    1 m 10^4km 1 km 10^-4

中子星    1 m 10 km 1 km 10^-1

星系     10^11 m 10^5光年 10^-2光年 10^-7

宇宙(閉合) 10^23 m 10^10光年 10^10光年      1 ?

上表中,去除了數量級前面的具體數字。緻密度也叫引力引數,一般來說,引力引數越十目趨近於1,越容易形成黑洞,或者說,越接近於黑洞狀態。

由上表可看出,中子星是最接近於黑洞狀態的。如果一個星系引力坍縮至百分之一光年的尺度,它就進入了黑洞的狀態,但其密度依然很小。

令人吃驚的是宇宙,按照可觀察宇宙的質量,它達到黑洞狀態的尺度是100億光年的數量級,而目前宇宙的尺度,按照大**宇宙理論,也是100億光年數量級。

難道說,我們的宇宙本身就是一個黑洞嗎?

4樓:匿名使用者

黑洞的體積大,說明密度分散區域較大,但是引力也越大;黑洞的體積小,說明密度分散區域較小,引力也較小。但是有一些自超新星後的超超新星,其無窮無盡的**威力導致本應該很大的黑洞壓縮成一個肉眼看不見的點,這才是引力最大的黑洞。

5樓:真粽子

黑洞的體積不一定很大

黑洞形成,如何能夠形成超大密度超小體積超大質量的黑洞呢?

6樓:匿名使用者

首先你要清楚粒子是什麼,什麼是粒子。粒子並不是一個有固定體積的簡單的球體。粒子實際的體積比它平時所表現的體積小的多,平時它所表現出的「體積」,只是它與其他粒子相互作用的結果。

不懂的話,你可以先簡單的理解為粒子是有彈性的小球,周圍有壓縮的力它體積就會變小。而且大質量天體的巨大壓縮力能夠把粒子「壓碎」,變成其他的粒子,比如中子星就是把質子電子都被壓成中子了

而黑洞本身物質的體積是無窮小的,是一個奇點。因為引力能扭曲時空,而黑洞的巨大引力使時空閉合,就變成一個點了。平時說黑洞的體積一般是指它的視界的大小。

不考慮黑洞自轉的話,視界的大小跟史瓦西半徑的大小相同。史瓦西半徑的定義是,如果特定質量的物質被壓縮到該半徑值之內,將沒有任何已知型別的力可以阻止該物質在自身引力的條件下將自己壓縮成一個黑洞,這個值是根據逃逸速度公式計算得出的,質量越**瓦西半徑越大。黑洞視界內和視界外的時空結構不同,從外面看,黑洞就是它的視界這麼大的一個黑球。

至於你問的這些物質會是什麼樣,人類還不知道。因為人類沒能力模擬如此巨大的壓縮力,也沒能力去穿過黑洞的視界一**竟

黑洞的密度到底多大,又說無限大,又說超大質量黑洞的體積很大,然後算出密度比水小。

7樓:進取號魔改

這是因為史瓦西半bai徑du

是與其質量成正比,zhi而密度則是與體dao積成反比。由於球體內

(如非旋轉黑洞容的視界)的體積是與半徑的立方成正比,而質量差不多以直線增長,體積的增長率則會更大。故此,密度會隨黑洞半徑的增長而減少。在視界附近的潮汐力會明顯的較弱。

由於**引力奇點距離視界很遠,若假想一個太空人向黑洞的**移動時,他不會感受到明顯的潮汐力,直至他到達黑洞的深處。

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黑洞廣義相對論預言的一種特別緻密的暗天體。大質量恆星在其演化末期發生塌縮,其物質特別緻密,它有一個稱為 視界 的封閉邊界,黑洞中隱匿著巨大的引力場,因引力場特別強以至於包括光子在內的任何物質只能進去而無法逃脫。形成黑洞的星核質量下限約3倍太陽質量,當然,這是最後的星核質量,而不是恆星在主序時期的質量...

宇宙裡的黑洞到底有多大,宇宙裡的黑洞究竟有多大,這影片

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黑洞與白洞撞一塊會怎麼樣,白洞是不是黑洞的末期

黑洞確實存在,而在現代宇宙科學中,白洞 只不過是科學家的一個想法,我們既沒有觀測到,理論也不成熟,我們不能解釋白洞的形成,不能解釋白洞的本質是什麼,更不能解釋白洞與黑洞之間的關係。科學家們為什麼會提出 白洞 理論呢?因為科學家們不知道被黑洞吸入的物質到底是永遠留在了黑洞裡面還是被吸進去了後又從某個地...