黑洞是怎样形成的？

黑洞是怎样形成的？

广义相对论所预言的一种天体。一个质量比太阳大8倍以上的恒星，一般经过超新星爆发留下超过二、三个太阳质量的核，将没有任何力能阻止它继续坍缩。当它的半径小于引力半径rg＝2GM／c2（G为万有引力常数，c为光速，M为天体的质量）时，没有任何物质或辐射能够逃逸出来，成为黑洞。黑洞的性质由三个参量来表征，即质量M、角动量J和电荷Q。当J＝Q＝0时，它是球对称的史瓦西黑洞；当Q＝0时，则为轴对称的克尔黑洞。黑洞的性质决定了探测黑洞的困难性。如果向黑洞下落的气体具有较大的角动量，则应绕着黑洞在轨道上旋转，形成一个气盘。气盘中相邻层之间因气体的粘滞性引起的摩擦产生了热能，理论计算表明，气盘应具有很高温度，在X射线波段产生辐射。另一方面，黑洞的质量应大于中子星的质量上限，能够精确确定质量的是双星系统。因此，最有希望找到黑洞的是大质量X射线双星，尤其是天鹅座X-1。这是一个X射线变源，它有一个光学对应体，从这个9等超巨星的光谱得到视向速度的周期性变化，暗示一个不可见伴星的存在。进一步算出它的质量大于4太阳质量，很可能是8太阳质量，大于中子星的上限2～3太阳质量；另一个有希望的黑洞候选者是大麦哲伦云X-3，它也是一个X射线双星，其中不可见天体的质量也是8太阳质量。 对天体来说，质量大的天体，它的引力也大。如月球的质量比地球小得多，因此月球的引力也小。一个在地球上重75公斤的人登上月球，他的重量变成12.5公斤了。还有这么一个特殊的天体，它的质量比太阳还要大得多，所以它的引力也超常的巨大，无论什么物体只要靠近它，就会被它吞没，就连速度很快的光线也无法逃脱，被它紧紧地吸住，不能再出来。正因为光线也会被它吞没，所以我们就看不见这个特殊的天体，天文学家就把它叫做“黑洞”。一切物体只要被它吸进去就再也出不来，就像掉进无底洞一样，只进不出。
实际上黑洞并不是一个实在的星球，而是一个天区，黑洞的物质都集中在这个天区的中心，它有极强的引力。被吸进去的外来物体就像水流入下水道那样，成螺旋状地被卷进去。由于摩擦生热，物体进入黑洞后，黑洞的温度可升高到几百万度。另外，物体在进入黑洞永远消失之前，会发射出粒子束，如X射线。科学家们用仪器去测试这种X射线，从而探寻黑洞的存在。
究竟黑洞是怎么形成的呢？我们知道，天体受到两种力的约束，一是向内的引力，一是向外的压力。如果压力大于引力，天体就膨胀。反之，引力大于压力，天体就会坍缩。绝大多数的恒星是由氢和氦组成的，而氢是核反应所需要的重要元素。恒星内部不停地进行核聚变反应，产生向外膨胀的压力。一颗比太阳大的恒星，核聚变反应所产生的压力能与引力相抗衡。一旦恒星内部进行核反应的材料用完后，巨大的引力会使恒星向内坍缩，就像房屋断了横梁和支柱后，会向中心坍去。天体坍缩时，体积迅速缩小，而它的密度却迅速增大，这时所形成的特殊天体就是黑洞。
黑洞原先是通过严格的物理规律预言出来的。但是，最近美国宇航局所属的戈达德空间飞行中心的科学家分析了天文卫星从黑洞的X射线所获得的数据后，发现NGC3516星系中心近旁铁原子的X射线光谱揭示，有物质以每秒2917公里的速度，被吸入星系内不见了。科学家指出，这是人们第一次观测到黑洞吸进物质的直接证据。
神秘的黑洞一直是科学家十分关注的热点，还有许多未解之谜。

所谓黑洞，是指一类引力非常之强的特殊天体，它能吸收所有靠近它的物质，甚至连光也无法逃脱。黑洞只吸收物质，不吐出物质。也就是说黑洞是“黑”的，人们无法直接“看”到它。尽管如此，大量的观测证据表明，宇宙中存在许多这样奇妙的天体。它的原身是超过大约3个太阳质量的普通天体，当它的核能量消耗完时，这一天体将变成一个黑洞。上世纪60年代，经过一些物理学家的研究，人们发现，只要3个物理量（质量、角动量和电荷）就能描述一个不随时间变化的黑洞。换句话说，对于一个黑洞，人们所能知道的只有这3个物理量。在黑洞的形成过程中，描述形成这个黑洞的物质的所有其他特性的信息都丢失了。黑洞的这一特性被美国的物理学家J．惠勒称为黑洞无毛定理。

黑洞是质量大于1.44被太阳质量的超红巨星晚年核聚变燃料不足，自身引力使他向中心坍缩，在发生一次超新星爆发后的残骸行成的

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