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黑洞的形成根本原因是质量足够大还是体积被压缩足够小?

来源:学生作业帮 编辑:灵鹊做题网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/29 23:51:55
黑洞的形成根本原因是质量足够大还是体积被压缩足够小?
为什么说如果将地球压缩成一个直径8.9厘米的小球体时,就成为黑洞?
可是不管地球被压缩成多小,它的质量并没有变化啊,所以它的万有引力也没有变化,怎么能成为黑洞呢?因为黑洞是引力极大的啊!
引力产生的直接原因是质量,而密度增大质量不会增大,比如地球压缩成8.9厘米小球,质量没有变。所以引力也不会变。
那光怎么就绕地球转了,引力怎么会变大?
墨郁·离,那有什么呢,与站在地球上有什么区别,只不过受力面积小了点,我还是只有我体重这么重,怎么能是黑洞?黑洞是光线也逃脱不了。
我想明白了,原因就是引力的浓度,虽然小体积地球和大体积地球总的引力是一样的,但是物体受到的吸引力不是取决于总引力,而是取决于其受到的引力,大的地球的引力在单位面积是稀疏的,而小地球的引力是高浓度的,超过太阳,在高浓度下,任何周围物体都会处于比在地球上高数倍的引力之下,当达到一个浓度极限,光线无法通过,即形成黑洞。
黑洞的形成根本原因是质量足够大还是体积被压缩足够小?
你的这种疑惑,我曾经也有过.实质上,恒星一般有三种归宿,第一是形成白矮星,第二是中子星,第三才是黑洞.为什么会这样呢?首先恒星的形成是由于气体物质(尤其是氢)在万有引力的作用下聚集在一起,其温度不断上升,直到达到一个极限,在这个极限温度下,氘(氢的同位素,是氢弹的主要燃料)便会发生强烈的热核反应(聚变反应,氢核聚变为氦核),从而产生巨大的能量,使得温度不断上升,从而使得周围的氘也发生聚变反应,从而持续放出能量.温度的上升使得气体不断膨胀,该膨胀所产生的力正好和万有引力相抗衡,从而使恒星达到一种稳态(不再因为引力而继续坍缩).但是恒星的燃料总有一日会耗尽,这时温度就会持续下降,恒星在引力的作用下会继续坍缩.但是否可以无限坍缩呢?当然不是,因为根据泡利不相容原理,相类似得粒子不能同时具有相同的速度和位置,也就是说两个相类似的粒子(如两个电子),当其越相互靠近,那么它们的速度就越不相同,这时它们之间就会产生一个相互排斥的力.白矮星正是因为电子之间的斥力和引力相抗衡所形成的.但是印度科学家昌德拉塞卡发现这个斥力不可能无限大,因为该力是由粒子的质量和速度所决定的,但是根据狭义相对论,粒子的速度是不可能超过光速的,因此这个斥力是有限的.这样一来只要质量足够大的话,恒星就无论如何也无法支持自身而不断坍缩,这个质量极限是由昌德拉塞卡计算出的,因此被称作昌德拉塞卡极限.当引力大到连电子之间斥力都无法抗衡,恒星就会继续坍缩,这时只有由中子以及质子之间的斥力相抗衡了.但当引力继续变大(恒星质量超过昌德拉塞卡极限),恒星就再也无法支持自己,从而形成黑洞.这就是黑洞形成的根本原因,只有质量足够大了才可能被压缩到足够小的体积.引力实质上还和距离有关,他的经典公式是F=(Gm1m2)/r2(爱因斯坦广义相对论论引力公式与此有所不同,但经典公式易于理解与计算),此处r2表示物体与物体之间距离的平方.黑洞本来的质量已经是非常大了(已经超过昌德拉塞卡极限),再加上其体积为0,那么他附近的物体与它所有质量的距离都非常小,甚至可以看做0(这一小点距离与一般的行星的半径相比,如地球的为3200000m,太小,所以可以记为0).我们知道,一个分子大于0而分母小于零的分数,其值无限大,那么也就是说,黑洞附近的引力趋近于无限大了,如此之大的引力,自然光线也难以逃脱了.
希望我的这些理解能够对你起到一定的帮助.