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黑洞的密度一定是特别大吗?为什么?
我觉得其实它还挺特别的。
黑洞
首先,黑洞其实指连光都无法逃逸出来的天体。
之所以会这样,是因为黑洞对于时空的扭曲十分严重。所以,光都跑不出来。这其实就已经是和各种天体都不一样的特点了。
而且,在宇宙中可是质量为王,谁的质量大,谁就更强。也因此,几乎每个星系中心都有一个大质量黑洞。比如:***系就是如此。所以黑洞可以说是众星捧月的存在,***系1500~4000亿个恒星都要围着它转。而我们的太阳只是其中普普通通的一个而已。
至于黑洞是不是密度超大的天体,实际上根据公式推导的结果是,随着黑洞的半径变大,密度其实是在减小的。当然,它密度绝对是不小的。但是科学家其实描述黑洞并不是通过密度这样的物理量的,因为它是在太特殊,为了研究它,我们***用的是质量、角动量、电荷。霍金,卡特尔等人严格证明了“黑洞无毛定理”:
无论什么样的黑洞,其最终性质仅由几个物理量(质量、角动量、电荷)唯一确定。
所以,其实从这点上看,我们也能看出黑洞其实需要被特殊的对待。其次,黑洞内部的奇点的物理性质也是现在的物理学理论无法描述的。这也是有别于其他天体的。
所以,我认为觉得在众多的天体当中,其实黑洞还是极其特殊的。
这个问题第一句没问题,但黑洞确实有着很多特别的地方。量子菌看了楼下的回答,其中摊煎饼宇宙理论的回答好有意思,他认为宇宙就是个煎饼,黑洞就是接触锅的时间长了,那地方变糊了,从而形成黑洞了。
事实上,黑洞是一种宇宙中确实存在的天体,是大质量恒星演化的路径之一。当恒星收缩到某一个临界半径之后,形成的黑洞密度足够大,引力如此之强,以致于连光线都无法逃逸,更不要说其他的物质了。黑洞内部看起来是黑的,被称为黑洞。
但黑洞还是很特别的,一方面黑洞引力巨大,我们***系的最中心,就是一个超大质量的黑洞,吞噬恒星那都是日常操作,吞吃时的吸积盘发出耀眼的光芒。所以我们可以通过***视野和吸积盘拍摄到黑洞的照片。
而人类目前对于黑洞的内部还一无所知,里面到底是什么样,除了所谓霍金辐射,黑洞为什么能只吃不吐,被黑洞吸走的东西都跑哪去了,人掉进黑洞会发生什么,这些都是黑洞令人沉迷的问题,
不对。
黑洞属于致密天体这没毛病,因为在理论上它是通过恒星发展到末期引力坍缩产生的,其发生坍缩时突破了中子星的中子简并压,所以理论上在临界质量(刚好突破中子简并压的质量)上它的密度是要比中子星更大的。但黑洞的质量不设上限,它的大小是按照视界半径计算的,而不是按照物质表面计算,一个不自旋不带电荷的静态黑洞,视界半径即史瓦西半径。而根据黑洞的史瓦西半径公式,史瓦西半径是与质量成正比的,这跟很多拥有物质表面的天体是不一样的。
公式里G和c均为常数,所以实际上半径r只与质量有关,根据公式是正比例关系。静态黑洞就是一个由史瓦西半径为边界的“球体”。
我们知道计算球体密度是根据其体积与质量之比的,体积不变,密度与质量成正比,反过来质量不变,密度则与体积成反比。
而作为“球体”的黑洞体积则与其半径的立方成正比。
两条公式一合并,得到的公式为ρ=3m/4πr³,即黑洞“球体”密度与质量成正比,与半径立方成反比。
综合密度公式和史瓦西半径公式后,你会发现黑洞的密度与黑洞半径立方成反比,由于黑洞半径与质量成正比,即黑洞的密度与黑洞质量的立方成反比。因此,黑洞的质量越大,密度反而越小……
为了好理解,可以先这样认为。虽然宇宙是复杂的,可以先了解它简单的部分知识,再慢慢掌握更多的知识,这是一种由简单到复杂的学习方法。
黑洞其实就是一种天体,因为它密度大,吸引力特别强,因此越过它临界区域的物体,都被它吸入。因为它吸引力强到连光都被吸入,并且不管吸入什么,都不会再被观察到,由于人们不了解物体被吸入后的情况,就简单理解为这些物体进入了一个洞,所以把这种天体称为“黑洞”。其实真正原因就是靠近它的物体被它吸附,吸附后人们就“看不到了”,因为连光也逃不出,被吸附的物体就在“黑洞”这个天体上。举个例子来理解,就是流星被地球吸引撞到了地球上,流星其实就在地球表面,因为地球不能吸附住光(吸引力不够大),光能逃逸地球,人们还能观察到这种现象现象,而被黑洞吸附后看不到就是了。