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黑洞的质量是无限大吗?

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online_member 发表于 2018-11-16 20:33:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
黑洞的质量是无限大吗?
online_member 发表于 2018-11-16 20:34:15 | 显示全部楼层
首先说结论,黑洞的质量并不是无限大的。
黑洞的质量有多大,取决于形成黑洞的恒星本身的质量。
这就要说到黑洞是怎么形成的了。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。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。这就是黑洞。
目前观测到的黑洞,最大的一个位于NGC 3842 星系之中,其质量堪称恐怖,达到了太阳质量的97亿倍!
目前发现最小的黑洞被编号为IGR J17091-3624,其质量仅仅是太阳的3倍。
online_member 发表于 2018-11-16 20:34:41 | 显示全部楼层
当然不能是无限大,做几点讨论如下:
有限与无限的本质区别

有限到无限是质的变化。一个无限质量的黑洞,可能从本质上应该都不能叫黑洞。如果我们姑且把宇宙的质量认为是无限的(实际上宇宙也可能有一个总质量上限,根据大爆炸理论估算的可观察宇宙的质量是有上限的),所以这个宇宙里(可能除了宇宙本身)没有质量无限的存在。
无限大引力(空间曲率)不现实

如果黑洞的质量是无限的,那么其引力也是无限的。任何物质都将被其吸引。那是不是整个宇宙就该大坍缩了呢?
黑洞质量与其施瓦西半径的关系

黑洞的质量越大,其实瓦西半径(事件边界或者视界)也就越大。如果黑洞的质量无限的话,那黑洞的尺度也会无限,这岂不会占据整个宇宙?或者这样的黑洞,就是宇宙本身?!
online_member 发表于 2018-11-16 20:35:39 | 显示全部楼层
谢邀。黑洞的质量是不是无限大这个其实是参考系的问题。当参考系为中子星以下的天体时,你可以认为黑洞质量是无限大的。当参考系为中子星以上的天体时,你可以认为黑洞的质量也是分大小的。
   下面就本人所知解释一下黑洞的形成。众所周知,原子由外部电子(带负电荷),内部由中子(不带电荷)和质子(带正电荷)构成。当恒星稳定时,内部引力与核聚变提供的爆炸力能相抗,随着氢元素聚变消耗完毕,恒星变成氦聚变,接着变成炭聚变,氧聚变,直至恒星元素聚变成铁,铁是相当稳定的元素,不能使恒星聚变继续下去,这就是恒星演化到了末期死亡阶段。
   当超大质量恒星演变到末期时由于质量非常大,即内部引力越大,那么核聚变所提供的外向张力已经不能对抗内部引力了,在铁元素形成时,核聚变停止,内部引力将拉动所有原子向内聚积。
     引力达到一定程度,可把电子压缩到原子核内部与质子相互作用,形成不带电荷的中子。这就是中子星的形成。
     当引力达到超大时,可把中子在压缩继续压缩,形成人类目前为止不能认知的元素,即黑洞,连光子都不能逃脱其强大的引力。
    而黑洞不断吸收周边物质,几乎是所有物质,整个黑洞质量会不断的增大。位于我们银河系中央就有一个超大质量的黑洞,所有银河系内物质都是随着中央超大质量黑洞运转的。
   现在天体物理学认为,黑洞并不是永久吞噬周边物质,当吞噬到一定程度时,黑洞会喷射所吸收的出物质,形成白洞,即黑洞这个天体也是有生命周期的。
     由于篇幅有限,不能一一深入探讨,如有不对的地方敬请指正,纯手打,点赞关注,谢谢。
online_member 发表于 2018-11-16 20:35:46 | 显示全部楼层
谢谢邀请
       黑洞的质量并不是无限大,据科学家所探究,黑洞还是有质量的。
1.我们以超大质量黑洞为例
       超大质量黑洞是一种黑洞的类型,质量是100万倍至100亿倍的太阳质量。发现者一般相信在所有的星系的银心,包括银河系在内,都会有超大质量黑洞。所以我们说黑洞的质量并不是无限大,还是有一定范围的。一般科普上对黑洞的描述分两个部分,一个是视界面,一个是奇点。视界面就是黑洞的边界,静态黑洞的视界面就是以史瓦西半径为半径的球体表面,它只是一个临界面,并非物质表面,但我们一般所说的黑洞就是指这个临界面——视界面包裹的区域,所以视界面大小实际上就是黑洞的大小。
2.银河系最大的黑洞
      银河系中央的超大质量黑洞位于人马座A*方向上,根据科学家的统计,银河系的中央隆起中包括了大约1百亿颗恒星,跨度达到数千光年左右,其周围存在一些尘埃团和气体结构,使得我们对银河系中央隆起的观测受到了一定的影响。
3.超大质量黑洞的形成的途径
        最明显的是以缓慢的吸积(由恒星的大小开始)来形成。另一个方法涉及气云萎缩成数十万太阳质量以上的相对论星体。该星体会因其核心产生正负电子对所造成的径向扰动而开始出现不稳定状态,并会直接在没有形成超新星的情况下萎缩成黑洞。第三个方法涉及了正在核塌缩的高密度星团,它那负热容会促使核心的分散速度成为相对论速度。最后是在大爆炸的瞬间从外压制造太初黑洞。
谢谢大家的支持,也希望和大家共同讨论,欢迎关注橘子猪711的文章

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