黑洞是如何形成的？

以下是一些信息，非常详细:

黑洞的过程类似于中子星。恒星的核心在自身重量的作用下迅速收缩，剧烈爆炸。当核心的所有物质都变成中子时，收缩过程立即停止，被压缩成一个致密的星球。但在黑洞的情况下，由于星核的质量如此之大，以至于收缩过程无休止地进行，中子本身在挤压引力本身的吸引下被磨成粉末，剩下的就是密度难以想象的物质。任何靠近它的东西都会被它吸进去，黑洞会变得像吸尘器一样。为了理解黑洞的动力学，以及它们是如何让里面的一切都无法逃离边界的，我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创立的引力理论，适用于行星、恒星和黑洞。爱因斯坦在1916提出的这个理论，说明了空间和时间是如何被大质量物体的存在所扭曲的。简而言之，广义相对论说物质会弯曲空间，空间的弯曲反过来会影响穿过空间的物体的运动。让我们看看爱因斯坦的模型是如何工作的。首先考虑时间(空间的三维是长、宽、高)是现实世界中的第四维(虽然很难画出通常三个方向之外的另一个方向，但可以尽量想象)。其次，考虑时空是体操表演用的一张巨大绷紧的弹簧床的床面。爱因斯坦的理论认为质量会弯曲时间和空间。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这个场景:石头的重量使绷紧的床面下沉了一点。虽然弹簧床表面基本是平的，但其中心还是略凹。如果在弹簧床的中央多放些石头，会有更大的效果，使床面下沉更多。事实上，石头越多，弹簧床面弯曲越多。同理，宇宙中的大质量物体会扭曲宇宙的结构。就像10石头比1石头更能弯曲弹簧床一样，质量比太阳大得多的天体比质量等于或小于一个太阳的天体更能弯曲空间。如果一个网球在绷紧的弹簧床上滚动，它将沿直线运动。相反，如果它通过一个凹的地方，它的路径是弧形的。同理，天体在穿越时空的平坦区时会继续直线运动，而穿越弯曲区的天体会以弯曲的轨迹运动。现在我们来看看黑洞对周围时空区域的影响。想象在弹簧床上放一块非常重的石头来代表一个非常密集的黑洞。石头自然会对床面产生很大的影响，不仅会使其表面弯曲下沉，还会导致床面破碎。类似的情况也可以发生在宇宙中。如果宇宙中存在黑洞，那里的宇宙结构就会被撕裂。这种时空结构的破裂被称为奇点或时空奇点。现在让我们来看看为什么没有东西能逃出黑洞。就像网球滚过弹簧床会掉进大石头形成的深洞一样，穿过黑洞的物体会被它的引力陷阱抓住。而且，拯救不吉利的物体需要无限的能量。正如我们已经说过的，没有任何东西能进入黑洞并从中逃脱。但科学家认为黑洞会慢慢释放能量。英国著名物理学家霍金在1974中证明了黑洞具有非零的温度，并且温度高于其周围环境。根据物理学原理，所有温度高于周围环境的物体都会释放热量，黑洞也不例外。一个黑洞会发出几百万万亿年的能量，黑洞释放的能量叫做霍金辐射。当黑洞消散了所有的能量，它就会消失。时空之间的黑洞让时间变慢，让空间变得有弹性，同时吞噬一切穿过它的东西。1969年，美国物理学家约翰·阿蒂·惠勒将这个永不满足的空间命名为“黑洞”。我们都知道黑洞不能反光，所以担心？t:是哪家医院？复制一份5？⒐?书名是什么？床怎么了？诉讼茄子？乽Mü？叶的墓是什么？发生了什么事?醋怎么了？拿掉撬棍？⒚ ⒚ ⒚ ⒚ ⒚ ⒚ ⒚ ⒚ ⒚?哎？霍金指出，黑洞的放射性物质来源是一种固体粒子，在太空中成对产生，不遵循通常的物理规律。而且，这些粒子碰撞后，有的会消失在茫茫太空中。一般来说，在这些粒子消失之前，我们可能没有机会看到它们。霍金还指出，黑洞产生时，真实粒子会相应地成对出现。其中一个真实粒子会被吸进黑洞，另一个会逃逸，一堆逃逸的真实粒子看起来就像光子。对于观察者来说，看到逃逸的真实粒子就像看到黑洞发出的光线。所以引用霍金的一句话“一个黑洞并没有想象中的那么黑”，它其实发射出了大量的光子。根据爱因斯坦的能量和质量守恒定律。当一个物体失去能量时，它也会失去质量。黑洞也遵守能量和质量守恒定律。当黑洞失去能量时，它就不存在了。霍金预言，黑洞消失的那一刻，会产生剧烈的爆炸，释放出相当于百万颗氢弹的能量。但是不要满怀期待的抬头，以为会看到烟火表演。其实黑洞爆炸后，释放的能量非常大，很可能对身体有害。而且释放能量需要非常长的时间，有的会超过100亿年到200亿年，比我们宇宙的历史还要长，而能量完全消散需要几万亿年。很容易把“黑洞”想象成“大黑洞”，其实不然。所谓“黑洞”就是这样一个天体:它的引力场强大到连光都逃不掉。根据广义相对论，引力场会弯曲时空。当恒星较大时，其引力场对时空的影响很小，恒星表面某一点发出的光可以直线向任意方向发射。恒星的半径越小，对周围时空的弯曲作用越大，在某些角度发出的光会沿着弯曲的空间返回到恒星表面。当恒星的半径小于某个值(天文学上称之为“史瓦西半径”)时，甚至会捕捉到垂直面发出的光。这时，恒星变成了黑洞。说它“黑”是指任何东西一旦掉进去，都逃不掉，包括光。其实黑洞真的是“看不见”的，这个我们后面会讲到。那么，黑洞是如何形成的呢？事实上，和白矮星、中子星一样，黑洞很可能是由恒星演化而来的。当恒星老化时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢)，中心产生的能量也快用完了。这样，它就不再有足够的强度来承受外壳的巨大重量。因此，在外壳的沉重压力下，核心开始坍塌，直到最后形成一个小而致密的恒星，它能够再次平衡压力。质量较小的恒星主要演化成白矮星，质量较大的恒星可能形成中子星。根据科学家的计算，中子星的总质量不可能大于太阳质量的三倍。如果超过这个值，就没有与自身引力抗衡的力，就会导致另一次大坍缩。这一次，根据科学家的猜测，物质将无情地向中心点前进，直到它变成一个小体积，并趋于非常致密。而当它的半径收缩到一定程度时(一定要小于史瓦西半径)，正如我们上面提到的，巨大的引力使得连光都无法射出来，从而切断了恒星与外界的一切联系——一个“黑洞”诞生了。与其他天体相比，黑洞太特殊了。比如黑洞具有不可见性，人们无法直接观察到，甚至科学家也只能对其内部结构做出各种猜测。那么，黑洞是如何隐藏自己的呢？答案是——弯曲空间。众所周知，光是直线传播的。这是一个基本常识。但是根据广义相对论，空间在引力场的作用下会发生弯曲。此时，虽然光仍然沿着任意两点间最短的距离传播，但不是直线，而是曲线。形象地说，似乎光本来应该是直线前进的，但是强大的引力把它拉离了原来的方向。