找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 101|回复: 2

[科学观察] 小质量黑洞和大质量恒星相撞会怎样?

[复制链接]
  • 打卡等级:已臻大成
  • 打卡总天数:411
发表于 2025-9-2 12:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,查看更多内容,享用更多功能,让你轻松玩转社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?注册

×
黑洞是天体质量大到一定程度,在自身引力作用下坍缩而成。不存在过小的黑洞!过大的恒星,受埃丁顿极限限制,也不可能稳定存在!咱们先讨论一下,质量之比为 1:100 的黑洞与恒星,存在的可能性。

理论认为的黑洞,是一个质量相当大,体积相当小的天体。在一定范围内,巨大引力吸引任何物质,包括电磁波。到了这个范围之内,不再有物质可以逃脱,都将成为黑洞的一部分。黑洞的这个势力范围,就在史瓦西半径之内。 
1.webp


黑洞不可能被看到,因为黑洞附近的电磁波、可见光都被黑洞吸收,不可能传播出来被我们看到。
黑洞吸引吸收周边物质,就像水流中出现漩涡。周边水流旋转着,被吸入漩涡。虽然我们看不到被吸入漩涡的可见光,接收不到被吸入漩涡的电磁波,但是漩涡周围的物质运动状态,能被我们观测到,或通过接收周边电磁波异常,推测到黑洞存在。 这个能被探测到的区域,就是黑洞的吸积盘。
2.webp


实际科学界说到发现黑洞,其实就是发现了某个天区的物质,漩涡一样地运动(存在吸积盘),而中心又啥也接收不到。据此猜测,这个中心位置,存在一个我们理论认为的天体——黑洞。 
3.webp


观测到的东西,只能说,它像理论中的黑洞。没法验证它是不是,没法抵近观察,更没法知道这东西内部啥样。所以,只要说发现黑洞,肯定是符合现行黑洞理论的。
而黑洞理论中,那些无法证真,也无法证伪的东西,根本无需验证,也无法验证,肯定都是自洽的。这些理论内容包括但不限于:黑洞视界、相对论黑洞、落入黑洞、时空变幻。最后说到这个时空变幻,不是科学,更像玄幻了。
解释一下史瓦西半径。
史瓦西半径,是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。在物理学和天文学中,尤其在万有引力理论、广义相对论中它是一个非常重要的概念。这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。 一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。太阳的史瓦西半径约为 3km,地球的史瓦西半径只有约 9mm。实际半径小于其史瓦西半径的物体就成为黑洞。
这段话不太好理解,解释一下,太阳这么大质量的天体,缩小成半径三公里的球,它就成了黑洞。而且它会无限缩小下去,成为一个无穷小的点。进入它三公里以内的物质,包括电磁波,不会再跑,都会被吸入,成为它的一部分。
随着黑洞吃东西增多,质量增大,它的史瓦西半径成正比增大。所以说黑洞会越长越大,并不是黑洞本身体积长大,而是它的质量增大,控制范围增大。
恒星坍缩形成的恒星级黑洞,存在理论质量下限。并非任何质量的恒星,在生命末期,都能坍缩形成黑洞。一颗大质量恒星在生命终结发生超新星爆发时,其核心需要达到一定的质量才能坍缩成黑洞。因为质量够大,引力才够大,才能被自身引力压缩成黑洞。
这个黑洞质量下限,叫奥本海默-沃尔科夫极限(Oppenheimer-Volkoff Limit)。这个极限定义了一个临界质量。临界质量以下的坍缩天体,可以形成中子星。这个值,定义的是中子星能够稳定存在的最大质量。超过这个质量,中子简并压无法抵抗自身引力,恒星核心会无可避免地坍缩成黑洞。这个值大约在 2.2 倍太阳质量左右,由于未知的核物质状态方程,计算结果不是一个准确值。一般认为由恒星坍缩形成的黑洞的理论最小值,大约为3 倍太阳质量。科学家在天文观测中,也发现了 3 到 4 倍太阳质量的黑洞
恒星的质量上限,也有一个理论极限值。人们普遍认为,150 倍太阳质量是埃丁顿极限的上限。超过这个上限,恒星会不稳定。只要遇到微小的扰动,恒星就会开始震荡。恒星的半径略有缩小,会导致恒星中心的核反应加剧,使恒星膨胀。随着恒星膨胀,恒星中心核反应减慢,再使恒星收缩。这种震荡越来越大,恒星不断抛出物质,直到质量降到极限质量以下。
埃丁顿极限,指恒星质量与辐射压力平衡时的临界值,恒星质量超过该极限,辐射压力将导致星体结构失稳。实际恒星不会爆开,不会缩成黑洞,缘于天体的辐射压力与引力平衡。由质量产生的引力向内,中心核聚变产生的辐射压力向外。二者能够达到力的平衡,才能保证恒星的稳定存在。
科学观测发现的最大一颗恒星,R136a1,质量是太阳的265倍,温度近10倍,体积为30倍,亮度为1000万倍。科学家推算出其在形成初期的质量更可达太阳的320倍。大质量恒星生命过程短,只有数百万年。在生命过程中,不断向外抛洒物质。在生命末期,核聚变反应结束,大概率会坍缩成一个黑洞。
3 倍太阳质量的黑洞存在,300 倍太阳质量的恒星也存在。题目设定,没有问题。有可能出现,小质量黑洞,碰上大质量恒星的情况。

两个天体不互绕,直线相撞。这种情况发生在人工设定的机械运动中。宇宙中的天体,没有直线运动的,都是围绕一个中心,做椭圆的圆周运动。不能像开汽车一样,握紧方向盘,不要跑偏,直线前行。这个无法人为控制的。
姑且认为可以正面相撞。是黑洞被稀释,还是恒星被吞噬?排除一下,黑洞被稀释,没有这种可能。如果一个天体,能被外界改变状态,它肯定不是黑洞。黑洞的定义,吸收一切物质,不释放任何物质,包括电磁波。只要不符合这个定义的,就不是黑洞。
另一个选项是,黑洞吞噬恒星。这确实有可能,只要进入黑洞引力范围的物质,无不被黑洞吸引吸收,成为黑洞的一部分。虽然恒星质量大,引力大,但密度小,所引力无法作用于一点。不如一个黑洞,在恒星内部足吃足喝,更加厉害。
黑洞路过,不留活口。没有贯穿,没有破坏,不管是宇宙尘埃、气体原子,还是天体,直接成为黑洞的一部分。黑洞就是一个吞噬兽,哪管你是大是小,是轻是重,是粒子还是场,通通成为黑洞长大的养分。
不要把恒星当成一个整体考虑,对于密度大的致密天体来说,恒星就是一堆堆一簇簇的氢原子。最小的黑洞半径九公里,相对于太阳这样的恒星(半径七十万公里)来说,就是鱼入水中。何况碰上 27000 倍太阳体积的天体呢!只是比在宇宙空洞中,多吃掉一些物质而已。实际那些大恒星的平均密度,比火星大气还要低。
4.webp

关注我,共同学习宇宙知识。
  • 打卡等级:渐入佳境
  • 打卡总天数:31
发表于 2025-9-2 20:12 | 显示全部楼层
激起一片浪花,让后合体
回复 支持 反对

使用道具 举报

  • 打卡等级:已臻大成
  • 打卡总天数:529
发表于 2025-9-2 20:29 | 显示全部楼层
再小的黑洞也是黑洞
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

文字版|手机版|小黑屋|RSS|举报不良信息|精睿论坛 ( 鄂ICP备07005250号-1 )|网站地图

GMT+8, 2025-9-12 06:58 , Processed in 0.179169 second(s), 6 queries , Redis On.

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2025 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表