史瓦西黑洞

史瓦西黑洞是天文学提出的另一种黑洞理论。史瓦西黑洞直接由较大的恒星演化而来,质量约为太阳的8倍。史瓦西黑洞的概念早在18世纪就提出来了,后来经过无数次研究,成为最常见的黑洞。史瓦西黑洞的形成过程是怎样的?

史瓦西黑洞是什么?

史瓦西黑洞

史瓦西黑洞是所谓的“普通黑洞”,由较大的恒星直接演化而来。当恒星到达后期,核燃料耗尽,辐射压力(光压)急剧下降,恒星在自身重力作用下坍缩。如果太阳的质量是原恒星的八倍以上,那么它的产物就是黑洞。在太空中,这样的黑洞很多,它们的最大质量一般不超过太阳的50倍。从数学上讲,史瓦西黑洞是一个外部引力场符合史瓦西解的黑洞。史瓦西研究绝对真空下的完全球对称,坍缩过程中没有物质变化。无电荷无自转的标准理想化恒星的坍缩过程,及其内外时空场方程的解。

史瓦西黑洞的起源;

黑洞的概念最早出现在1798年,当时拉普拉斯根据牛顿力学计算出,一个直径是太阳250倍、密度与地球相同的天体,其引力足以俘获其发出的光,成为一个黑暗的天体。1939年,根据广义相对论,奥本海默证明了当一个未加压的球体在自身重力的作用下可以坍缩到小于某一临界半径的直径而不发生转动时,这个黑洞被称为球对称的史瓦西黑洞。

自从史瓦西给出爱因斯坦场方程的解以来,科学家们从爱因斯坦场方程的框架中产生了多种黑洞模型。提出的黑洞类型形成了黑洞家族。其中最常见的是史瓦西黑洞,是第一个被研究和讨论的成员。

史瓦西黑洞是如何形成的?

史瓦西黑洞是所谓的“普通黑洞”,由较大的恒星直接演化而来。恒星后期,核燃料耗尽,辐射压力急剧下降,恒星在自身重力作用下坍缩。众所周知,黑洞是一种超大质量的高密度天体,它可以将所有物质吸入其中。史瓦西黑洞是外部引力场符合史瓦西解的黑洞。

史瓦西研究的是标准理想化恒星的坍缩过程,它在绝对真空中是完全球对称的,坍缩过程中没有物质变化,没有电荷,也没有自转,以及内外时空场方程的解。可以说史瓦西黑洞是所有普通黑洞的发源地。史瓦西黑洞本身就是一个没有自转和电荷的黑洞,奇点是黑洞异质性的来源。

奇点是黑洞奇点的来源,即允许相对论和量子论同时大规模作用于同一物体的来源。任何与奇点接触的物质(包括场),都会被奇点破坏,分解成纯基本粒子和时空单体。甚至形成这个黑洞的恒星,这个视界,这个奇点都会被它毁灭,对黑洞没有任何影响。

膨胀:黑洞的其他分类

1.超大质量黑洞

如果一个天体的密度为1000吨/立方米(正常情况下水的密度为1吨/立方米),质量约为1.5亿个太阳质量,那么它的史瓦西半径将超过其自然半径,这样的黑洞称为超大质量黑洞。今天观察到的大多数黑洞迹象都来自于这样的黑洞。一般认为它们不是由星团收缩碰撞引起的,而是由一个恒星黑洞生长并与其他黑洞合并而成。星系越大,其中心的超大质量黑洞就越大。

2.恒星黑洞

如果一个天体的密度为核密度(约为kg/m3,相当于中子星的密度),其总质量约为太阳质量的三倍,则该天体将被压缩至小于其史瓦西半径,形成恒星黑洞。

3.微处理器

小质量史瓦西半径也很小。质量等于喜马拉雅天体的史瓦西半径只有一纳米。暂时还没有可以想象的原理可以产生这么高的密度。有些理论假设宇宙诞生时会产生这样的小黑洞。

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