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太空中一个多大的水球才能坍缩成黑洞?

 星辰大海种花家 2019-06-18

如果向很大的太空中注水,那么需要多少水才会使这个水球变成黑洞?

黑洞曾经是广义相对论中预言的天体,大神史瓦希在一战战场上求得了史瓦希黑洞的特解!描述的是一个不自转,不带电荷的纯质量天体,其环绕速度为光速!理论上只要质量足够,那么它就能坍缩成黑洞,当然我们常见的恒星型黑洞都是超大质量的天体演化到末期时,铁核坍缩而成!而这会有一个必然会经过的过程是超新星爆发,但超新星爆发并非是形成黑洞的必须步骤!只是失去辐射压后外壳坍缩冲击内核所致!

不同的恒星坍缩会处在物质压缩的不同阶段

1、电子简并态支撑的阶段

从一般意义上来说,液体和固体是不可压缩的,但这只是力没有到位所致,电子简并态是属于泡利不相容原理提供的支撑力,简单的说就是在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态!而白矮星物质就是处在这种状态,也是物质世界还能分辨元素的最后阶段!

2、中子简并态支撑的阶段

于物质压缩一样,只要有足够强大的物质坍缩引力,即够多的物质即可压垮电子简并态,将电子压入原子核将质子中和成了中子,最终中子简并态将提供进一步坍缩的支撑力!将电子压入原子核的质量极限是钱德拉塞卡极限,质量极限是太阳质量的1.44倍,超过这个极限将坍缩成中子星!

3、夸克简并态支撑阶段

当然这还是传说中的中子星与黑洞之间的中间阶段,但事实上我们也没有在天文观测中发现这样的天体,或者也可以认为突破了这个阶段就坍缩成了黑洞!这个极限即为奥本海默极限,质量极限大约为太阳的3-3.2倍!

我们的物质世界有原子组成,在原子阶段时质子将决定物质的属性,因此在白矮星阶段,电子尚未进入原子核是元素属性的最后阶段,电子一旦进入原子核中和之后,那么原子核内所有的都成了中子,元素属性不复存在!因此只要够大的质量,最后坍缩成的天体是不介意由什么物质组成,因为最后都是中子-夸克-直至黑洞物质的世界!

那么一个太阳3-3.2倍水球直径是多大呢?半径约为113万千米,大约是太阳半径的1.6倍!质量大约是600万亿亿亿千克!当然上述尺寸参数是在坍缩之前,而坍缩之后的直径是0,但如此巨大的质量仍然会有一个绝对控制的空间,而这个空间大约是9KM半径不到点,连光都无法逃逸哦!

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