tfboys同款手表:宇宙黑洞如何形成

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程

恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。

由于高密度而产生的力量，使得黑洞任何靠近它的物体都会被它吸进去。人们无法直接观察到它，物理学家也只能对它内部结构提出各种猜想。就像是一栋楼大厦的质量你不能直接测量一样，但是你可以根据质量等于密度*体积可得一样。究竟黑洞里面除了的物质具有什么样的特性，还有待于探索。

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人造黑洞

“人造黑洞”的设想最早提出于20世纪80年代，由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉·昂鲁教授提出，如果使流体的速度超过声速，那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。但这种人造黑洞由于缺乏足够的引力，除了声音外，无法像真正的黑洞那样“吞下周围的所有东西”，即只对声现象表现出黑洞的性质。

2005年3月18日报道，美国布朗大学物理教授‘霍拉蒂·纳斯塔西’通过实验在地球上制造出了第一个人重离子碰撞机造黑洞。我们或许会根据表面的意思认为“黑洞是黑的”。然而，纳斯塔西制造的黑洞有些像章鱼博士制造的黑洞，它们都是明亮的火球。

2009年10月，中国南京市东南大学的科学家崔铁军和程强将纳瑞马诺维和基尔迪谢维的理论应用为实践，建造了一个微波频率的“人造黑洞”。制造出“人造黑洞”的是中国东南大学的一个研究组，崔铁军教授和程强教授是其中最主要的两位研究者。该设备采用一种“超级材料”构造成60个同轴环，据悉，超级材料曾被用于制造隐身斗篷。

参考资料：百度百科——黑洞

当一颗巨大的恒星寿命终结时，会产生超新星爆发，黑洞就是在这个时候形成的（小一些的恒星死去时会形成致密的中子星）。

从理论上来说，只要一颗恒星的质量足够大（大于3倍的太阳质量就可以了），一旦进入这个死亡阶段，就没有任何力量可以阻止这颗恒星在引力的影响下持续塌缩，最终形成致密的黑洞。

恒星的碰撞甚至会产生更大的黑洞。2004年12月，美国宇航局的斯威夫特望远镜刚刚启用不久，就观测到了强大的、短暂的闪光——伽玛射线爆发。

随后，钱德拉X射线天文台和NASA的哈勃太空望远镜从爆发的余晖中收集到了相关数据，天文学家们通过这些观测数据最终得出结论，这个强大的射线爆发是一个黑洞与一个中子星撞击产生的，而这个撞击则生成了一个新的黑洞。

黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。

黑洞的质量极其巨大，而体积却十分微小，它产生的引力场极为强劲，以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界（临界点）内，便再无法逃脱，甚至目前已知的传播速度最快的光（电磁波）也逃逸不出。

黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出紫外线和X射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。

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恒星质量黑洞

在尺度谱上的一端，存在着数不尽的小型黑洞，它们是大质量恒星的残留物。在整个宇宙中，这些恒星黑洞的质量通常是太阳的10到24倍大。通常，科学家们通过观测黑洞对其周围物质（例如恒星、星云）吸积的过程中释放大量的x射线，对其进行定位。

然而，大部分恒星黑洞在宇宙中孤立存在，是无法被人们观测到的。根据计算那些质量足够大，可以产生黑洞的恒星的数量来判断，科学家们估计仅仅在银河系中就有多达一千万到一亿个这样的恒星黑洞。

特大质量黑洞

如果说恒星黑洞是宇宙中广泛分布的居民，那么在尺度谱上的另一端，黑洞界的巨人——特大质量黑洞，则在宇宙中处于支配地位。特大质量黑洞的质量大约是太阳的数百万甚至数亿万倍，但它的半径却和太阳差不多。

天文学家认为，特大质量黑洞存在于几乎所有的大型星系的中心区域，甚至包括银河系在内也有这样的黑洞。人们可以通过观察这些黑洞对其附近的恒星和气体的影响发现他们的踪影。

这些特大质量黑洞一旦形成，就会继续大量地吸积周围的气体和尘埃，以及星系中心丰富的其他物质，于是这样的黑洞就会越来越大。

关于特大质量黑洞的形成机制，有一种说法是，特大质量黑洞是成百上千个恒星黑洞互相融合的结果。此外，还有一种假设是由巨大的气体云迅速塌缩形成。

第三种说法是，在紧凑的星团中，恒星间的相互碰撞产生一系列连锁反应，形成质量极其巨大的恒星，然后这些质量极其巨大恒星塌缩，会形成数个中等质量黑洞。

继而，这个星团会沉入星系中心，其中的中等质量黑洞又会相互合并，最终形成特大质量黑洞——这个假说同时引入了中等质量恒星的存在。

参考资料：黑洞-百度百科

具体形成方式如下：

当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。

所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了

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黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。

1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild）通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。

这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒（John Archibald Wheeler）命名为“黑洞”。

参考资料：百度百科——黑洞

超大质量黑洞的形成有几个方法。

一、最明显的是以缓慢的吸积（由恒星的大小开始）来形成。

二、另一个方法涉及气云萎缩成数十万太阳质量以上的相对论星体。该星体会因其核心产生正负电子对所造成的径向扰动而开始出现不稳定状态，并会直接在没有形成超新星的情况下萎缩成黑洞。

三、第三个方法涉及了正在核坍缩的高密度星团，它那负热容会促使核心的分散速度成为相对论速度。最后是在大爆炸的瞬间从外压制造太初黑洞。超大质量黑洞平均密度可以很低，甚至比空气密度还要低。这是因为史瓦西半径与其质量成正比，而密度则与体积成反比。

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“黑洞”一词命名者、美国著名物理学家约翰·惠勒教授曾经说过：今后谁不熟悉分形几何，谁就不能被称为科学上的文化人。

中国著名学者周海中教授曾经指出：分形几何不仅展示了数学之美，也揭示了世界的本质，从而改变了人们理解自然奥秘的方式；可以说分形几何是真正描述大自然的几何学，对它的研究也极大地拓展了人类的认知疆域。可见，分形几何有着极其重要的科学地位。

黑洞是宇宙中最神秘的自然现象。它为什么具有分形几何特征，其原因现在还是一个谜。

参考资料：百度百科词条-黑洞（特殊天体）

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。

但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。

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黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小，热量无限大的奇点和周围一部分空空如也的天区，这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论，当一颗垂死恒星崩溃，它将聚集成一点，这里将成为黑洞，吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。

美国宇航局有关一个超大质量黑洞及其周围物质盘，炙热的物质团（一个呈粉红色，一个呈黄色）每一个的体积都与太阳相当，环绕距离黑洞较近的轨道运行。科学家认为所有大型星系中心都存在超大质量黑洞。

黑洞一直在吞噬被称之为“活跃星系核”的物质。由于被明亮并且温度极高的下落物质盘环绕，黑洞的质量很难确定。根据刊登在《自然》杂志上的一篇研究论文，基于对绕黑洞运行物质旋转速度的计算结果，37个已知星系中心黑洞的质量实际上低于此前的预计。

参考资料：百度百科—黑洞