科普@黑洞的概念最早被什么时候提出?
黑洞的研究历史
黑洞 , 起初是推算出来的一个神秘天体 , 最早提出黑洞问题的不是一个物理学家 , 而是英国地理学家约翰·米歇尔(JohnMichell) , 他在乾隆四十八年 , 也就是1783年提出:如果一颗天体拥有与太阳同等质量 , 且该天体直径只有约3千米 , 那么此天体表面的引力是十分巨大的 , 大到连宇宙最快的光子也无法逃脱其表面 。
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除此之外 , 法国物理学家拉普拉斯曾在1796年预言:“如果一颗天体质量约为太阳的250倍 , 直径和地球相当 , 那么这个天体表面的引力将变得非常大 , 连光也不能逃脱 。”
之后科学家们普遍认为宇宙中存在这么一种“可怕”的天体 , 任何物质包括宇宙中最快的光也逃脱不了黑洞的引力 , 只要靠近它就会瞬间化为乌有 。2019年4月 , 人类首次通过照片知道了黑洞的模样确认了黑洞是真实存在的 。
为什么叫做黑洞呢?
因为由于黑洞的体积很小且质量巨大 , 造成引力巨大 , 光也逃脱不了黑洞 , 所以人类的眼睛只能看到是一个黑色的圆形状图形 , 所以将其比作一个永远漆黑的洞 。
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当然从爱因斯坦的广义相对论来理解 , 由于质量巨大的物体会造成它周围的时空弯曲 , 质量越大 , 时空弯曲的曲率越大 。
黑洞是如何形成的?
【科普@黑洞的概念最早被什么时候提出?】宇宙中有数以万亿计的恒星 , 这些恒星并不是“长生不老”的 , 也会有它的寿命 , 就拿我们太阳系来说 , 太阳大概的寿命是100多亿年 , 而目前大概是50亿年左右 , 可以说是正处在壮年 。
根据理论 , 恒星的死亡是恒星上的粒子开始像更重的物质进行转变 , 直到铁元素 。如果一颗恒星的核心质量大于等于3.2倍太阳质量时 , 那么再也没有什么能量(斥力)可以抵抗自身的重力了 , 重力便开始向中心无限的坍缩 。
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恒星坍缩后就会发生超新星爆发 , 就会发生引力挤压 , 物质中的质子 , 中子等粒子被挤压到很小很小 , 就像珠穆朗玛峰被挤压成只有一个砂砾那么大 。当然一颗太阳这么大的恒星是不足以形成黑洞的 , 一般为超过太阳的大质量恒星 。
当然黑洞质量到达一个极限值时 , 这个临界值就是史瓦西半径 。严格地讲是一个球状对称、不自转且不带电荷的物体重力场值 , 一个特定质量的物体被压缩到该值时 , 自身的重力可以无束缚的压缩至奇点 。
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理论上 , 太阳的史瓦西半径约为3千米 , 地球的史瓦西半径只有约9毫米 。一颗大于等于3.2倍太阳质量的天体 , 如果压缩至它的史瓦西半径内 , 那么它就形成黑洞了 。
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