超级黑洞是怎么生成的(一文读懂黑洞形成过程)

本文理论基础:大爆炸宇宙论。137亿年前,有一个点,叫奇点,发生了一次大爆炸,然后逐渐膨胀开来,慢慢地形成了现在的宇宙。在中国,有类似的神话,盘古开天辟地。

这个奇点爆炸后,并不像地球上炸药炸一堆碎渣子一样,而是炸出了一堆基本粒子,如质子、电子、光子、中微子等。随后物理和化学各种定律开始上场,这一堆粒子,看顺眼了就在一起,不顺眼了就相互排斥,于是形成了原子,这些原子在一起形成了氢气。极个别地方比较拥挤,两个质子被挤在一起,最后形成了氦气。再多挤不动了,带正电的质子,在一起斥力还是很大的,所以刚开始,宇宙大部分是氢气,一点氦气,没有太多别的东西。

超级黑洞是怎么生成的(一文读懂黑洞形成过程)

宇宙大爆炸

牛顿老爷子说了,有质量的物体都会相互吸引,这就是万有引力了,飘散在宇宙中的氢气相互吸引,拉帮结派,逐渐成团。质量越大引力就越大,大气团越吸越多,不断吞噬周边的氢气和小气团,宇宙江湖第一次大战,以看谁吸的氢气更多结束。

一个足够大的气团,自身质量很大,巨大的引力使自己体积开始压缩,越在里面,被压缩得越狠,最终的结果就是,这巨大的力量硬是把两个氢原子挤到了一起。这就是核聚变,氢弹就是这个原理,不过聚变过程中会损失一些质量,这些损失的质量转化为能量,这就是爱因斯坦老爷子的质能方程E=mc²,E表示能量,m代表质量,而c则表示光速。

聚变的能量,以光和热的形态朝外释放,同时大量的热又会让气体膨胀,外面的气体往里面压,里面压力大发生聚变反应,又要膨胀,这两股力最终到达了一个平衡点,整个气团不压缩,也不膨胀,形成一个稳定的动态平衡气团,对外发光发热,这就是恒星,比如太阳。

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太阳在恒星界中,算很弱的一种

那些在大战中漏网的小帮派–质量相对小一些的气团,没有足够的压力产生聚变,就是气态行星

恒星内部的氢被压成氦后,就会暂时停止聚变,因为把一个质子的氢压成两个质子的氦容易,想把2个压成4个,就难了,此时内部的压力还不足以完全这种更大号的聚变,于是内部膨胀的力稍小,引力稍胜一些,使恒星继续收缩,相对靠外的地方压力也足够了,继续发生聚变,于是继续这个轮回,直到中心压力大到可以把2个压成4个了,这就是氦聚变,这个过程可比氢聚变猛得多,劲儿也大,中心氦聚变,次中心氢聚变,于是膨胀的力获胜,气态恒星动态平衡被打破,开始膨胀,这种比恒星暴躁很多的天体,就叫红巨星

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红巨星,这个阶段可以持续10亿年

红巨星内部发生的核聚变反应,天知道都合成了多少元素,有些核聚变劲儿着实大了些,砰一下子把桌子都掀了,形成目前已知宇宙间最牛逼的爆炸:超新星爆炸。

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超新星爆炸,氢弹在这面前,哎,怎么说呢。。。

爆炸的过程中,压力又急剧增大,又不知道把多少种原子压在一起,形成各种新元素,如果没有超新星爆炸,宇宙中的元素大部分都是元素周期表前几位的氢氦锂铍等。不过,太多的原子被强行压在了一起也不稳定,质子太多的话,没有了外部压力,内部就要分家,这就是裂变了。铀(92个质子)以上的元素极易分裂,地球上几乎不存在,只有人造,统称“超铀元素”。钋(84个质子)以上的元素分裂速度稍慢些,能量以射线的形式释放,就是“放射性元素”了。

超新星爆炸,把恒星多少年攒下来的家当全扔了出去,这次爆炸跟奇点爆炸可不一样了,里面包含着各种各样的新元素,于是这些东西又开始拉帮结派,重元素相互在一起,就形成了固态的天体,这些天体,就是固态行星

有些超级巨大的红巨星爆炸前,内部已经被压成固体了,爆炸后,这个固体内核没有被炸碎,就被保留了下来,固体内核实在压不动了,就不会再发生聚变反应,没有了膨胀的力,引力完胜,然后就朝死了往里面压,原子的绝大部分空间都是空的,已经就开始对这些空间下手,使这些空间被急剧压缩,电子之间的距离被大大拉近,它们这间的斥力就出来了,这些斥力抵抗着外部的压力,达到一个新的平衡,这时候,物质被压得密度极大,达到10吨/立方厘米。这就是:白矮星了

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白矮星

这还没完,有些白矮星实在太大,引力大于电子之间的斥力,于是继续压缩,硬是把电子压进了原子核,然后跟质子正负结合,形成中子,此时密度达到10亿吨/立方厘米,这就是:中子星

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中子星

在由大变小形成中子星的过程中,根据角动量守恒,中子星越转越快,有些中子星的磁轴和自转轴不重合,就会发出非常有规律的电磁脉冲信号。因为太有规律,曾经一度被认为是外星人的信号。这就是:脉冲星

超级黑洞是怎么生成的(一文读懂黑洞形成过程)

大块头的中子星,引力更大,还能继续压缩,压啊压,压成了终极体,这就是“黑洞

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两个黑洞合体

黑洞之所以黑,是因为这东西质量太大,引力也超大,大到光都出不来,也能扭曲时空,造成时空隧道这一些很玄幻的东西,就叫虫洞

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准备好穿越了吗

黑洞是目前已知引力最大的天体,见谁吃谁,真的是连渣都不剩,只进不出,不知道哪个科学家,根据事情的两面性,推测,如果黑洞吃得太多,也会到达一个终点,那就是把自己撑破了,然后把自己这么多年吃进去的各种东西全部吐出来,各种能量和物质,这种疯狂朝外吐东西的,就叫白洞,不过没有被证实,纯粹猜测。

那些对外辐射能量的中子星,白矮星,最终会消耗掉自己内部所有的能量,最后变成一个冷冰冰的,没有热量的密度超大的天体,就是黑矮星。不过黑矮星也只是一个概念,目前人类还没有观测到黑矮星,现有的白矮星,中子星还都很年轻,不断地朝外释放能量,天知道以后到底会发生什么。

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