史瓦西黑洞是怎样形成的
史瓦西黑洞就是所谓的“寻常黑洞”。那么史瓦西黑洞是怎么形成的呢?以下是小编为你整理的史瓦西黑洞是形成的相关资料,希望能帮到你。
史瓦西黑洞的形成
广义相对论认为,黑洞是大质量恒星坍缩的必然结果。恒星是依靠内部不断进行的核聚变产生的 辐射压与物质间引力维持平衡的。随着核燃料的逐渐减少,平衡被打破,恒星在引力作用下坍缩,其中质量大于太阳质量3.2倍的恒星将坍缩为黑洞。大质量星,尺度远大于史瓦西半径,光线几乎没有偏转,从恒星表面某一点发出的光可以朝任意方向直接射出。表示随着 恒星半径减小。 时空弯曲度增大, 光线弯曲,出射光线会像喷泉中的水一样回落恒星表面,远处观测者只能偶然看到少数逃逸出来的光子。表示随着 引力坍缩继续发展,光的“逃逸锥”不断缩小。恒星尺度减至史瓦西半径时,所有光线均被捕获,逃逸锥关闭,黑洞形成。史瓦西黑洞使不带电的球对称恒星坍缩形成的 黑洞。
从数学上来说,史瓦西黑洞就是其外部的引力场符合史瓦西解的黑洞。史瓦西研究的是在绝对真空中完全球对称的,在塌缩过程中没有丝毫物质异动,不带电荷,没有丝毫旋转的,标准理想化恒星的塌缩过程,以及它内外时空的场方程解。
史瓦西黑洞,是寻常黑洞的发祥地,它有一个视界和一个奇点。
视界,是物体能否回到外部宇宙的分界面,在视界外面,物体可以离开或者接近黑洞而保持安全。而在视界上,只有光速运动的物体可以保持不进入黑洞,但是连光也无法从这个面中逃脱。如果不幸进入了视界内部,那么就再也无法出来或者和任何人联络了。此外,视界也是时间和空间属性颠倒的地方,在视界内,空间是类时的,时间是类空的。
奇点,是黑洞奇异性的来源,也就是黑洞中允许相对论和 量子理论同时大规模作用于同一个物体的源泉。任何接触到奇点的物质(包括场)必然被奇点摧毁,被分解为纯粹的 基本粒子和 时空单体,即使是形成这个黑洞、这个视界、这个奇点的恒星,也将被它摧毁而不再对黑洞产生任何影响。
史瓦西黑洞的分类
超大质量黑洞
假如一个天体的密度为1000吨/立方米(水在普通条件下的密度是1吨/立方米),而其质量约为1.5亿个太阳质量的话,它的 史瓦西半径会超过它的自然半径,这样的黑洞被称为是 超大质量黑洞。绝大多数今天观察到的黑洞的迹象来自于这样的黑洞。一般认为它们不是由 星群收缩 碰撞造成的,而是从一个 恒星 黑洞开始不断增长、与其它黑洞合并而形成的。一个星系越大其中心的超大质量黑洞也越大。
恒星黑洞
假如一个天体的密度为 核密度(约 千克/立方米,相当于中子星的密度)而其总质量在 太阳质量的三倍左右则该天体会被压缩到小于其 史瓦西半径,形成一个恒星黑洞。
微黑洞
小质量的 史瓦西半径也非常小。一个质量相当于 喜马拉雅山的天体的史瓦西半径只有一纳米。暂时没有任何可以想象得出来的原理可以产生这么高的密度。一些理论假设宇宙产生时会产生这样的小型黑洞。