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微觀視角看黑洞的形成:恒星內核坍縮時,沒什麼能夠抗衡引力
作為宇宙中最危險最神秘的類星體,黑洞可以說一直都是許多天文學家致力研究的對象。而提到黑洞的形成,宇宙中絕大多數的黑洞,基本上都是大質量的恒星,在演化到了生命周期的末期,內核由於巨大的引力向內坍縮形成的。但是這種說法似乎比較抽象,為了讓大家能夠更好地理解黑洞形成的原因,今天小編就來帶大家,從微觀的視角聊一聊,黑洞的形成。
首先我們知道宇宙中的物質,都是由基本粒子組成的,構成物質的最基本單位就是原子。而原子的結構又被分為原子核中的質子中子,還有核外的電子。而恒星進入生命末期的演變,也和這兩個構成物質的基本單位有關。
我們知道恒星的最終演化結局大致分為三種,分別是白矮星,中子星和黑洞。如果按照微觀粒子的尺度來劃分,那麼就是:原子級別以上的是白矮星,中子星也就是原子級別以下,質子中子級別以上;而黑洞,嚴格來說並不是質子中子級別一下,但是姑且把它放在這里。
首先是白矮星,白矮星的基本組成元素是碳元素,也就是緊密排列的碳單質——因此白矮星也是宇宙中的「鑽石星球」。組成白矮星的基本粒子是原子級別,而原子保持自身的原子結構,存在「電子簡並力」,電子簡並力向外排斥,萬有引力向內吸引,兩個力達到平衡時,恒星就會坍縮成白矮星。
但是當恒星質量足夠大的時候,電子簡並力也無法和引力抗衡,那麼原子結構就會被破壞,電子會和原子核中的質子結合,形成中子。中子星就是由中子緊密排列成的一個巨大的星球,上面的中子星物質,密度是非常大的。如果把地球壓縮成中子星物質,甚至還不如一個乒乓球大。而此時維持中子星存在的,和萬有引力抗衡的,是中子之間存在的「中子簡並力」。
如果中子簡並力都無法抗衡萬有引力,那麼恒星內部就會坍縮成為黑洞。黑洞物質具體是什麼樣子的,目前我們人類尚且無法知曉,也只能從對黑洞的觀測,來推斷一些黑洞的物理性質。但是隨著人類科技水平的不斷發展,相信人類終有一天,能夠完全了解黑洞。