黑洞是怎么形成的?这里的解释最详细

伤我心太深

　　神秘的黑洞是怎么形成的?

　　什么是黑洞!我们每个人可能都听说过，但有多少人知道它是怎么形成的，又是为什么会吸引任何物质甚至是光的呢?


　　黑洞，是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种超高密度天体，由于类似热力学上它是完全不反射光线的黑体，故名为黑洞。

　　黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后，发生引力坍缩产生的(太阳五万亿年后也许也会变为一个黑洞)。黑洞的质量极其巨大，而体积却十分微小(小到也许只有一个足球场那么大)，它产生的引力场极为强劲，以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个临界点时，便再无力逃脱，甚至目前已知的传播速度最快的光也会被吸引进去。


　　黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。

　　首先4个氢原子会聚变为一个氦原子，然后每4个氦原子和2个氢原子会聚变为1个锂离子，之后会按照化学元素周期表那样进行下去，直到铁原子形成后，整个星体便会无限坍缩下去，密度急剧增大，引力也急剧增强，直至其体积小于史瓦西半径，并使时空扭曲之后，便形成了黑洞。

　　与别的天体相比，黑洞十分特殊。人们无法直接观察到它，科学家也只能对它内部结构提出各种猜想。而使得黑洞把自己隐藏起来的原因即是弯曲的时空。根据广义相对论，时空会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短光程传播，但相对而言它已弯曲。在经过大密度的天体时，时空会弯曲，光也就偏离了原来的方向。




　　在地球上，由于引力场作用很小，时空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周围，时空的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。

　　更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的“侧面”、甚至“后背”，这是宇宙中的“引力透镜”效应。




　　2013年11月30日，两名中国科学家首次制造出可以吸收周围光线的人造电磁“黑洞”。这个黑洞可以在微波频率下工作，预计不久后它就能够吸收可见光，一种把太阳能转化为电能的全新方法可能因此产生。

　　目前，科学家最新研究理论显示，当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”，它并非像黑洞吞噬邻近所有物质，而是喷射出之前黑洞捕获的所有物质。
　　原理：黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。

　　黑洞的质量极其巨大，体积却十分微小，产生的引力场极为强劲，以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个临界点内，便再无法逃脱。


　　黑洞的形成及对黑洞死亡的理解



　　关于黑洞的科学说法，其实在1916年才得到证实，但是关于黑洞的形成的理论最早由爱因斯坦提出来，如果将非常巨量的物质几种在空间上的一个点，而且这种物质的量不是我们概念上所能接受的，然后在这些物质的周围就会发生非常奇异的现象，会存在一个界面，并且即使是光进入了这个界面，也无法逃脱这些物质，关于黑洞的命名由美国的物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒提出来的，但是最初的科学计算却是由德国的天文学家卡尔史瓦西，黑洞之所以能够“抓住”光，就是因为黑洞具有极大的引力。


　　虽然对于黑洞的概念已经得到了科学的认识，但是目前还无法直接对黑洞进行观测，主要是由于黑洞的引力场非常的大，但是体积却非常的小，导致了任何物质和辐射都无法进入到黑洞内，并且不管是任何的物质或者辐射，只要被黑洞抓住了，就无法逃脱，因此也没法对黑洞进行直接的观测，只能通过间接的方式来得到证实，一般是在物体吸入的时候放射出来的紫外线及X射线，通过对这方面的检测来研究黑洞，发展到现在，也没有科学的方法能够直接对黑洞进行观测及研究。



　　黑洞很容易让人望文生义认为，黑洞就是一个非常大的窟窿，其实不然，我们所说的黑洞，其实是一个宇宙天体，主要是由于其极大的引力造成没有物质能够逃离黑洞，因此才被称为黑洞，

　　根据科学的研究表明，黑洞形成在宇宙大爆炸八亿年后，黑洞的质量是太阳的几百万倍甚至几十亿倍，一般黑洞都出现在一个星系的中心位置，黑洞在诞生之初增长速度就非常的快，并且会不断的吸收物质来扩大自身的质量，而对于黑洞的形成最初说法不一，研究表明，有约百分之二十的超大质量黑洞是由于星体之间的碰撞形成的，由于碰撞使得星体产生融合，造成了引力场的改变，但是不管哪种形成方式，黑洞的形成都是经过了一个非常漫长的时间。

　　现在我们普通认为首先星体的质量巨大是超新星爆发的主要原因，因为这样的星体核反应迅速，内核的温度极高，强劲的引力收缩更提升了内部的温度，使得核反应不断升级，直到不再能产生核能的生成铁核的聚变反应为止，这也是对黑洞发展过程一个最好的解释。


　　由于核反应的因此，导致星体内核的温度能够达到几十亿度，由于这种热量的原因，星体中向外的压力发生枯竭，并且还会导致很多热量的流逝，但是星体的引力却没有变化，于是整个星体发生了内部坍塌，物质向星体的中心坠落，导致了超新星的爆发，也就造成了黑洞的形成，一般超星系黑容易由于时间的推移，最终演变成黑洞，但是有一个必要的条件，就是坍缩物质的质量比太阳的质量大三倍，这样的星体坍塌才会导致黑洞的产生。



　　最近有一个新的说法，这一说法中对黑洞最终的发展方向进行了说明，黑洞最终会成为白洞，黑洞和白洞是两种对立的天体，白洞的行为表现和黑洞的行为表现完全不同，黑洞是具有极大的引力作用，在不断的吸收物质，但是白洞却是一直在喷射出捕获的物质。

　　关于这个理论是建立在引力量子论基础上得出来的，这个理论的证实也有助于确定长期以来最有争议的话题，那就是关于黑洞是否会摧毁他们吸收的物质，并且研究还表明，黑洞在形成之初就开始走向白洞的发展，但是关于这个说法却在最近才得到证实，黑洞在形成之后，其强大的引力造成了无法进行直接观测，但是最近通过技术手段，已经能够发现，黑洞释放出来的高能X射线，这也从间接解释了白洞的理论存在。

　　并且通过这种研究，人类还首次获得了黑洞的旋转速度，根据科学的研究数据表明，黑洞的旋转速度接近光速，10.78亿公里/小时，但是这个数据也只是一个模糊的旋转速度，但是这个速度也极大的震撼了我们对黑洞的认识。


　　虽然说对黑洞的研究已经持续了很多年，也取得了很大的突破，但是关于黑洞的成因及黑洞的发展，存在着很多种科学理论，并且黑洞也对我们的科学研究具有一定的帮助，而对于如何在宇宙探索中利用黑洞的引力也是我们未来研究发展的一个方向。