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1,宇宙中最大的黑洞有多大
截至2022年,人類發(fā)現(xiàn)的最大黑洞相當(dāng)于1040億顆太陽(yáng)的質(zhì)量。
依據(jù)質(zhì)量范圍,宇宙中的黑洞可分為三大類:
一、恒星級(jí)質(zhì)量的黑洞;
二、中等質(zhì)量的黑洞;
三、超大質(zhì)量黑洞。
其中恒星級(jí)質(zhì)量黑洞是由大質(zhì)量恒星在演化的末期發(fā)生引力坍塌形成的;中等質(zhì)量黑洞的形成尚無定論,可能是由恒星級(jí)質(zhì)量黑洞發(fā)生合并而成的;超大質(zhì)量黑洞通??蛇_(dá)到數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)百億顆太陽(yáng)的質(zhì)量,它們通常居于星系的中心。
銀河系中心就有一顆質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量400萬(wàn)倍的大黑洞,M87星系中有一顆質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量65億倍的黑洞,這顆黑洞就是2019年人類公布的首幅黑洞照片中的黑洞。
有比M87星系中還大的黑洞嗎?當(dāng)然有!截至2022年,人類發(fā)現(xiàn)的最大黑洞相當(dāng)于1040億顆太陽(yáng)的質(zhì)量,這顆黑洞位于一個(gè)非常遙遠(yuǎn)的類星體當(dāng)中。
本答案來自騰訊可持續(xù)社會(huì)價(jià)值事業(yè)部與中國(guó)兒童中心聯(lián)合推出的系列科普?qǐng)D書《答案》,內(nèi)容由領(lǐng)域科學(xué)家/專家校驗(yàn)通過。
2,宇宙大黑洞是怎樣形成的
黑洞的產(chǎn)生過程類似于中子星的產(chǎn)生過程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮,發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過程立即停止,被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球。但在黑洞情況下,由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過程無休止地進(jìn)行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去,黑洞就變得像真空吸塵器一樣. 亦可以簡(jiǎn)單理解:通常恒星的最初只含氫元素,恒星內(nèi)部的氫原子時(shí)刻相互碰撞,發(fā)生裂變、聚變。由于恒星質(zhì)量很大,裂變與聚變產(chǎn)生的能量與恒星萬(wàn)有引力抗衡,以維持恒星結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。由于裂變與聚變,氫原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)最終發(fā)生改變,破裂并組成新的元素——氦元素。接著,氦原子也參與裂變與聚變,改變結(jié)構(gòu),生成鋰元素。如此類推,按照元素周期表的順序,會(huì)依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至鐵元素生成,該恒星便會(huì)坍塌。這是由于鐵元素相當(dāng)穩(wěn)定不能參與裂變或聚變,而鐵元素存在于恒星內(nèi)部,導(dǎo)致恒星內(nèi)部不具有足夠的能量與質(zhì)量巨大的恒星的萬(wàn)有引力抗衡,從而引發(fā)恒星坍塌,最終形成黑洞。 跟白矮星和中子星一樣,黑洞很可能也是由質(zhì)量大于太陽(yáng)質(zhì)量20倍的恒星演化而來的?! ‘?dāng)一顆恒星衰老時(shí),它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料(氫),由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,直到最后形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡?! ≠|(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星,質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算,中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽(yáng)的質(zhì)量。如果超過了這個(gè)值,那么將再?zèng)]有什么力能與自身重力相抗衡了,從而引發(fā)另一次大坍縮?! ∵@次,根據(jù)科學(xué)家的猜想,物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍,直至成為一個(gè)體積很小、密度趨向很大。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小于史瓦西半徑),正象我們上面介紹的那樣,巨大的引力就使得即使光也無法向外射出,從而切斷了恒星與外界的一切聯(lián)系——“黑洞”誕生了。
不要知道那么多,只要知道當(dāng)恒星爆炸后會(huì)出現(xiàn)就是拉,在黑洞里,連光都會(huì)被吸進(jìn)去。
大質(zhì)量恒星由于自身引力過大,塌縮成黑洞