比黑洞質(zhì)量大很多倍的恒星可以吞掉黑洞嗎?
網(wǎng)友解答: 再大的恒星,只要它還是一顆恒星,就只能作為黑洞的食物,被黑洞吞噬掉。黑洞是宇宙中食物鏈的頂端,沒有什么能夠把它吃掉,只有它吃別人的份。當(dāng)然這個(gè)比喻并不一定恰當(dāng),此“吃”與生物
再大的恒星,只要它還是一顆恒星,就只能作為黑洞的食物,被黑洞吞噬掉。
黑洞是宇宙中食物鏈的頂端,沒有什么能夠把它吃掉,只有它吃別人的份。當(dāng)然這個(gè)比喻并不一定恰當(dāng),此“吃”與生物之“吃”當(dāng)然不是一碼事。
黑洞之所有有這種性質(zhì),是因?yàn)樗鼜?qiáng)大的引力場,就是時(shí)空曲率。這一切都是由于其中心變成了一個(gè)奇點(diǎn),是一個(gè)無限小沒有體積的奇點(diǎn),這樣其重力場就會(huì)變得無窮大。
這個(gè)無窮大就是沒有什么比它大,一顆恒星再大有多大?理論上說,黑洞要吃掉一個(gè)星系也不是不可能,但這個(gè)蛇吞象的過程非常漫長,漫長得甚至宇宙終結(jié)也難以完成罷了。
黑洞中心那個(gè)奇點(diǎn)變成了無限坍縮,永不見底,這樣就導(dǎo)致了那個(gè)奇點(diǎn)密度無限大,周邊的時(shí)空曲率無限高。這個(gè)宇宙其他沒有什么是無限的,宇宙的質(zhì)量和大小都不是無限的,只有這個(gè)奇點(diǎn)有幾個(gè)無限:無限小、無限曲率、無限密度。所以,什么恒星啊、天體啊都別去碰它,敬而遠(yuǎn)之才是安全之法。
但黑洞的無限曲率范圍并不大,只是限制在其史瓦西半徑內(nèi)。這個(gè)史瓦西半徑有多大呢?是與黑洞的質(zhì)量成正比的,就是質(zhì)量越大,史瓦西半徑越大。如果太陽變成一個(gè)黑洞,其史瓦西半徑就只有約2.9千米,而地球的史瓦西半徑只有8.8毫米。
當(dāng)然恒星最終變成黑洞的最小質(zhì)量必須在太陽質(zhì)量的2倍以上,1.4倍太陽質(zhì)量會(huì)變成一個(gè)中子星,太陽最終的歸宿只能變成一個(gè)白矮星。這種黑洞不包括宇宙爆炸之初形成的太初黑洞和人造黑洞,這種黑洞有很小的。這個(gè)說起來話多,就不在這里討論了。
這就說明引力最強(qiáng)的地方是在天體質(zhì)心,史瓦西半徑是引力控制一切的地方。
出了黑洞的史瓦西半徑,引力就變得和恒星引力一樣了,以與質(zhì)心的距離成反比,距離越遠(yuǎn),引力就越小。
因此黑洞吸積恒星物質(zhì),潮汐力極大,會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)牛皮糖拉扯的狀態(tài),把恒星像拉面一樣拉出一個(gè)長條,一旦進(jìn)入了它的史瓦西半徑(又稱“事件視界”),就看不見了,其無限的引力把光葉鎖住了。因此得出一個(gè)結(jié)論,黑洞史瓦西半徑內(nèi)的逃逸速度大于光速。
大質(zhì)量恒星的引力盡管很大,但其體積也巨大,體積外面的引力相比史瓦西半徑就很小很小了,因此不是黑洞的對(duì)手。比如已知宇宙中最大的恒星r136a1,質(zhì)量是太陽質(zhì)量的265倍,比很多黑洞的質(zhì)量都要大。但這顆恒星的直徑有4500萬千米,比地球到金星的距離還大。其史瓦西半徑只有約768.5千米,到了那里才能夠與黑洞抗衡,要進(jìn)到其表面深處2249萬千米才能夠接近史瓦西半徑,才有了那以黑洞抗衡的引力,這怎么可能呢?
這樣,其外圍的物質(zhì)完全無法抵抗靠近黑洞史瓦西半徑的吸引力了,因此r136a1如果靠近黑洞,也只有被黑洞吞噬的命運(yùn)。
宇宙中大黑洞都是靠吃掉很多恒星漸漸變大的,編號(hào)S5 0014+81的黑洞是人類目前已知宇宙中最大黑洞之一,質(zhì)量是太陽的400億倍,吃掉了多少恒星才有了今天?其史瓦西半徑已經(jīng)有1160億千米。如果黑洞會(huì)被大質(zhì)量恒星吃掉,它能夠存在到現(xiàn)在嗎?
有人會(huì)說,那黑洞遇到黑洞呢?大黑洞會(huì)吃小黑洞嗎?這種黑洞的碰撞結(jié)果就是融合,或者也會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)黑洞相互纏繞著共存的現(xiàn)象。
黑洞相撞融合是一個(gè)驚天動(dòng)地的事件,巨大的能量爆發(fā)會(huì)導(dǎo)致高能伽馬射線暴爆發(fā)和引力波傳遞。2015年人類最早監(jiān)測到的引力波就來自于13億光年距離的兩個(gè)黑洞相撞事件。
人類已經(jīng)多次監(jiān)測到了這種事件,這種能量的爆發(fā)是宇宙最大的殺手之一,曾經(jīng)導(dǎo)致4.49億年前地球奧陶紀(jì)生物大滅絕災(zāi)難。
這是另外一個(gè)話題,有興趣可以看時(shí)空通訊原來發(fā)表過的文章。
時(shí)空通訊專注于老百姓通俗的科學(xué)話題,歡迎大家都來探討。原創(chuàng)版權(quán)所有,抄襲可恥,侵權(quán)將會(huì)受到追究,請(qǐng)理解支持,謝謝。 網(wǎng)友解答:答:不會(huì),只有黑洞吞噬恒星,不會(huì)有恒星吞噬黑洞,無論它們質(zhì)量如何。
人類目前觀察到的最小黑洞,質(zhì)量在3~10倍太陽質(zhì)量之間,最大的黑洞則高達(dá)600億倍太陽質(zhì)量;而人類觀察到最大質(zhì)量的恒星,是位于大麥哲倫星云的R136a1恒星,質(zhì)量為太陽的265倍。
黑洞是宇宙中最可怕的天體之一,引力強(qiáng)到連光都無法逃逸,時(shí)間和空間在黑洞內(nèi)部被無限折疊,使得物理學(xué)定律在黑洞奇點(diǎn)處失效了。
一切物質(zhì)被黑洞吸入后,只能以霍金輻射的方式逃逸出來;黑洞之所以引力非常強(qiáng),主要是因?yàn)楹诙吹馁|(zhì)量集中在奇點(diǎn)處。
這也使得,哪怕是一顆比黑洞質(zhì)量大很多的恒星,也會(huì)被黑洞逐漸吞噬掉;黑洞和恒星也可以相互繞行,從而組成雙星系統(tǒng),比如著名的天鵝座X-1:
天鵝座X-1就是一個(gè)由黑洞和恒星組成的雙星系統(tǒng),距離地球6000光年,其中黑洞的質(zhì)量大約為8.7倍太陽質(zhì)量;恒星質(zhì)量則高達(dá)20~40倍太陽質(zhì)量,是一顆超巨星。
目前天鵝座X-1的黑洞,正在吸食超巨星的物質(zhì),并在黑洞周圍形成吸積盤,釋放出強(qiáng)烈的X射線被人類望遠(yuǎn)鏡接收到,正因?yàn)槿绱?,人類才間接地知道黑洞的存在。
黑洞吸食恒星的過程,會(huì)持續(xù)數(shù)萬年甚至更長的時(shí)間,直到把整顆恒星物質(zhì)都吸食完為止,到時(shí)候黑洞的質(zhì)量也將變得更大,然后再去吞噬其他天體。
好啦!我的內(nèi)容就到這里,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點(diǎn)擊關(guān)注我們——艾伯史密斯!