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r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?

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online_member 发表于 2018-11-6 21:40:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
online_member 发表于 2018-11-6 21:41:13 | 显示全部楼层
举个简单的例子,现在的大多数黑洞都被认为是由大质量恒星演化到生命后期经超新星爆炸所形成。那么每个黑洞的前身恒星都是质量大于黑洞的,还不是照样光芒普照。
R136a1是目前所知质量最大的恒星,它位于大麦哲伦星系中的蜘蛛星云内,距离我们大约16.5万光年,它现在的质量可以达到太阳的265倍。科学家推测它最初的质量可能达到太阳的600倍,只是经过核聚变“减肥”到现在的质量。这样大质量的恒星未来命运注定就是黑洞。以下是蜘蛛星云:
r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?207 / 作者:lgy_103 / 帖子ID:42405
说引力的大小不能仅仅看质量,难道你忘记了牛顿的万有引力公式?还跟距离平方成反比哪。黑洞的名字由来就是由于这种天体让光都无法逃逸出来。例如我们的地球质量就小得多,但是如果有外力把它压缩到直径9mm,那么地球也就成了黑洞,也能阻止光的外逃。
r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?475 / 作者:lgy_103 / 帖子ID:42405
对于R136a1它的质量虽然大,但是由于体积也大,它的逃逸速度是远远达不到光速的。
图片来源网络侵删。

科学黑洞欢迎你的关注与点评!
online_member 发表于 2018-11-6 21:41:53 | 显示全部楼层
R136a1是一颗蓝特超巨星,是目前人类已知质量最大的恒星,估计有太阳质量的265倍,但是依然不能成为黑洞,黑洞不但质量大而且体积相对很小。 r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?314 / 作者:gating / 帖子ID:42405
黑洞因为引力极大,可以吞噬周围的物质,现代科学认为引力是由时空弯曲引起,质量越大、体积越小的天体,造成的时空弯曲会更严重,光也无法从其造成的时空弯曲中逃逸出来。R136a1质量虽然很大,但是体积相比于同等质量的黑洞却大得多,强烈的核聚变反应爆发的能量,阻止物质不断地坍缩,而一旦核聚变原料消耗完,就再也没有力量可以支撑物质的坍塌收缩,恒星的体积急剧缩小,当它的半径小于史瓦西半径,就会成为黑洞。 r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?708 / 作者:gating / 帖子ID:42405
原本科学家认为R136a1这样质量超大的恒星,在演化为黑洞前,一定会经过超新星爆发,但是科学家后来却观测到一颗特殊的巨大恒星——N6946-BH1的恒星。科学家观测到它的亮度在逐渐降低,也观测到它的质量是太阳的25倍左右,但是在观测的过程中,科学家却发现它突然消失了,奇怪的是它并没有发生超新星爆发,通过微波背景等,科学家认为它已经变为了一个黑洞,就那么静悄悄的变成了黑洞。 r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?223 / 作者:gating / 帖子ID:42405
黑洞是一类特殊的天体,难以观测,通常是通过周围恒星和星云的运动方式来判断它的存在,目前还有很多谜团。
online_member 发表于 2018-11-6 21:42:16 | 显示全部楼层
Ra136a1恒星,其质量是太阳的265倍。它是一颗O型的蓝特超巨星,是迄今为止发现的亮度最高的恒星,在全天绝对星等排名第1。而目前已知的质量最小的黑洞IGR J17091-3624,其质量仅仅是太阳的3倍。所以,Ra136a1恒星在生命的最后很有可能变成一个黑洞。现在Ra136a1恒星主要依靠其核心内部剧烈的核反应来抵挡自身巨大的引力,好使自己不会被自己的压力压缩而退化成黑洞。等待Ra136a1星核内的氢气燃烧完毕,氦也燃烧完毕,它就会发生超新星爆炸,然后极有可能变成黑洞。
r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?748 / 作者:gating / 帖子ID:42405


目前Ra136a1虽然质量巨大,但是它在没有变成黑洞之前并不能够阻止光子逃逸。因为Ra136a1的时空质量密地太低,不足以使空间产生像黑洞一样的无限凹陷,故而也不会产生一个阻止光子逃逸的视界。
r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?396 / 作者:gating / 帖子ID:42405


空间的扭曲程度,或者说曲率,主要和物质的质量密度相关,密度越大,时刻曲率越大。虽然质量大可以造成巨大引力,但是并不意味着时空弯曲的程度就越大。比如我们的整个宇宙,整体来看就是一个质量巨大的东西,但是宇宙并没有形成黑洞,时空也没有极其弯曲。
online_member 发表于 2018-11-6 21:42:27 | 显示全部楼层
这个问题也可以换成下面这个问题:整个银河系的质量比绝大多数黑洞都要大,为什么光还能逃得出去呢?
r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?332 / 作者:YKJNzVqH / 帖子ID:42405
图:银河系核心


这个问题在经典物理学里可以用逃逸速度的计算公式解释,公式如下:
r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?580 / 作者:YKJNzVqH / 帖子ID:42405 其中
Ve逃逸速度、G是万有引力常数,M是摆脱对象的质量,r是摆脱对象质心与逃逸物位置的距离。
从上面这个公式看,逃逸速度不仅与需要摆脱的天体质量有关,还与离质心的距离有关。如果天体质量很小,只要离质心的距离够近(天体的密度大),逃逸速度一样会很大。实际上,从这个公式上也能推导出黑洞这样的天体出来。只需要将逃逸速度设置成光速。你就能得到史瓦西半径公式了:
r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?278 / 作者:YKJNzVqH / 帖子ID:42405 其中
:rs代表史瓦西半径;G代表万有引力常数,即6.67×10-11 N m2 / kg2; m代表天体质量; c代表光速。

当然,这个公式也能用高大上的广义相对论推导出来。从这个公式可以看出,一个原子质量的物体也能够形成黑洞,这样的黑洞叫量子黑洞。这也是人类可以展望的未来能够制造出来的黑洞。
r136a1质量比部分黑洞还要大,为什么强大的引力没能阻止光的逃逸?556 / 作者:YKJNzVqH / 帖子ID:42405 图:大型强子对撞机


在位于瑞士日内瓦近郊的大型强子对撞机刚投入运行时,有人就担心会撞出量子黑洞来,然后毁灭地球。这种担心是不必要的,因为大型强子对撞机的能量还不足以制造出这样的量子黑洞。但未来更先进的对撞机应该能够满足制造量子黑洞的条件。
根据史蒂芬霍金的理论,黑洞会产生史蒂芬霍金辐射,这种辐射会蒸发掉黑洞的质量。质量越小,史蒂芬霍金辐射就越强烈,像量子黑洞这样小质量的黑洞在它诞生的一瞬间就会蒸发掉。所以不必担心量子黑洞会毁了地球。
希望史蒂芬霍金是对的……
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