黑洞是大質(zhì)量恒星死亡之后的最終歸宿,我們的太陽目前正值壯年,年齡大約46億歲,讓我們穿越到10億年之后。經(jīng)過了漫長(zhǎng)的歲月,太陽的半徑增加了2萬多公里,亮度也增加了9%。再往后穿越10億年,半徑又增加了3萬多公里,亮度已經(jīng)達(dá)到了現(xiàn)在的120%。 太陽為什么會(huì)越來越胖,越來越亮呢? 讓我們進(jìn)入太陽內(nèi)部一探究竟,太陽的核心體積大約占總體積的四分之一,在這里極高的溫度和壓強(qiáng)的作用下,兩個(gè)氫原子聚變成一個(gè)氦原子,并釋放出巨大的能量,隨著氦核的不斷堆積,太陽核心的引力和壓強(qiáng)也在不斷增大,聚變反應(yīng)的速率也隨之增加,太陽亮度就會(huì)變強(qiáng),同時(shí)核心劇烈核聚變產(chǎn)生的輻射能會(huì)抵消太陽自身的引力,導(dǎo)致太陽半徑逐漸增大。 當(dāng)然太陽本身的質(zhì)量不足以讓氦原子繼續(xù)發(fā)生聚變反應(yīng),當(dāng)氫原子消耗殆盡之后沒有輻射能抵御自身的引力,整個(gè)太陽會(huì)迅速向核心坍塌,最終逐漸冷卻,形成致密的白矮星。 如果恒星質(zhì)量足夠大核心溫度超過1億開氏度,氦核還會(huì)繼續(xù)聚變成碳原子,那么聚變反應(yīng)會(huì)沿著元素周期表一路走下去嗎?答案是否定的,在表中我們可以看到,鐵元素之后的聚變反應(yīng)是需要吸收能量的,因此所有獨(dú)立的恒星在劇變成鐵核之后都無法避免坍塌的命運(yùn)。 如果恒星核心的質(zhì)量達(dá)到了錢德拉塞卡極限,也就是相當(dāng)于1.4個(gè)太陽質(zhì)量的時(shí)候,在強(qiáng)大的壓力和溫度下,原子結(jié)構(gòu)會(huì)被摧毀,電子和原子核中的質(zhì)子結(jié)合形成中子,引力坍塌導(dǎo)致恒星以一次極為壯麗的超新星爆發(fā)結(jié)束自己的生命,那一瞬間亮度會(huì)比太陽亮幾十億倍。而恒星的殘骸會(huì)變成中子星,中子星的密度極大,每立方厘米質(zhì)量在一億噸以上。 一個(gè)直徑22米的中子星質(zhì)量和地球的質(zhì)量相當(dāng),如果恒星核心的質(zhì)量突破了奧本海默極限,也就是相當(dāng)于3個(gè)太陽質(zhì)量的時(shí)候,中子星會(huì)繼續(xù)向核心坍塌,所有的物質(zhì)會(huì)被壓縮到一個(gè)黃豆大小的奇點(diǎn),并形成一個(gè)強(qiáng)大的力場(chǎng)旋渦,扭曲周圍的時(shí)空,旋渦的邊界叫做視界面,任何物質(zhì)一旦進(jìn)入視界面就會(huì)被完全吞噬,甚至連光也無法逃逸,因此被稱作黑洞。 初生的黑洞貪婪的吞噬著已故恒星的殘存物質(zhì),這些物質(zhì)在被黑洞吞噬之前會(huì)在視界面之外形成一個(gè)壯觀的環(huán)狀圓盤-吸積盤,部分物質(zhì)會(huì)沿著黑洞強(qiáng)大的磁場(chǎng),高速向兩極噴射形成宇宙間最壯觀的噴流:宇宙火柱。曇花一現(xiàn)的絢麗之后,黑洞便會(huì)遁入永恒的黑暗,浩瀚的宇宙中有著無數(shù)的星系,在每一個(gè)星系的中央都會(huì)有一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞,靠著自身的引力,來維持整個(gè)星系的穩(wěn)定,整個(gè)星系都圍繞著它運(yùn)轉(zhuǎn),包括我們?nèi)祟愘囈陨娴你y河系。 黑洞為宇宙建立了一套穩(wěn)定的秩序,生生不息,循環(huán)往復(fù),當(dāng)人類凝視黑洞的時(shí)候黑洞何嘗不也在凝視著我們? 視頻加載中...
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