黑洞的施瓦希半徑計算方法,施瓦希黑洞的定義是什麼?

時間 2022-03-03 20:15:19

1樓:匿名使用者

史瓦西半徑的公式,其實是從物件逃逸速度的公式衍生而來。它將物件的逃逸速度設為光速,配合萬有引力常數及天體質量,便能得出其史瓦西半徑。

r=gm/c^2

當中,r 代表史瓦西半徑;

g 代表萬有引力常數,即 6.6724e-11 n m^2 kg^(-2);

m 代表天體質量;

c^2; 代表光速的平方值,即 (2.99792458e8)^2; = 8.9875517873681764e16 (m/s)^2。

超大質量黑洞

假如乙個天體的密度為1000千克/立方公尺(水在普通條件下的密度),而其質量約為1.5億個太陽質量的話,它的史瓦西半徑會超過它的自然半徑,這樣的黑洞被稱為是超大質量黑洞。絕大多數今天觀察到的黑洞的跡象來自於這樣的黑洞。

一般認為它們不是由星群收縮碰撞造成的,而是從乙個恆星黑洞開始不斷增長、與其它黑洞合併而形成的。乙個星系越大其中心的超大質量黑洞也越大。

恆星黑洞

假如乙個天體的密度為核密度(約1018千克/立方公尺,相當於中子星的密度)而其總質量在太陽質量的三倍左右則該天體會被壓縮到小於其史瓦西半徑,形成乙個恆星黑洞。

微黑洞小質量的史瓦西半徑也非常小。乙個質量相當於喜馬拉雅山的天體的史瓦西半徑只有一奈米。目前沒有任何可以想象得出來的原理可以產生這麼高的密度。

一些理論假設宇宙產生時會產生這樣的小型黑洞。

2樓:銘刻

在蒲朗克單位下 g=c=1 半徑是2m=r m是黑洞質量

施瓦希黑洞的定義是什麼?

3樓:

按照一般習慣理解施瓦希黑洞的定義就是在視界外部了奇點附近(距離非常微小)無論黑洞質量大小其力都是趨於無窮的,但視界外則不同.質量10^10kg的小黑洞的施瓦希半徑是核尺度,恆星量級黑洞是km級,星系級黑洞達到很多天文單位.所以對於乙個人類尺度的外部觀察者來說,任何人都無法給施瓦希黑洞的下定義。

4樓:大象三明治

黑洞分為四種:一施瓦希黑洞是最簡單的無自轉和電荷的黑洞,二是卡爾黑洞有自轉無電荷的黑洞,三是有電荷無自轉的黑洞,最後卡爾-紐曼黑洞是最普遍,也是最複雜的,即既有自轉又有電荷的黑洞

黑洞問題

5樓:青書之筆

首先有些概念澄清一下。

黑洞所說的半徑是施瓦希半徑,也就是「視界」半徑,是光的逃逸邊界,形象的打個比方,你用手電筒照在黑洞上,什麼地方光消失看不見了,那個邊界就是視界,它不是黑洞真正的邊界,事實上,黑洞真如你所說,地球可以被壓到8公釐,也可以被壓到1公釐,而黑洞比你想象的更猛,它本身是被壓無限小的,形成所謂的奇點。密度無限大,體積無限小的質點,所以施瓦希認為黑洞奇點附近的引力是無限大的,跟黑洞本身質量無關。

現在的主流科學理論認為黑洞的質量是不斷增長的,但是如太陽那麼大的黑洞到目前為止沒有觀測到過,那太誇張了,已觀測到得最大黑洞不過是22個太陽質量(或者24記不清了)

畢竟星際間的物質太少了,所以黑洞增長的速度是非常慢的,就算它從宇宙誕生以來就開始增長,到現在也不會長大多少。

你說的黑洞噴流應該是黑洞吸收物質所發出的輻射。物質成漩渦狀被吸納入黑洞的時候會達到十幾億度的高溫,如此高的溫度會發出大量的x射線。等到進入施瓦希半徑以後,就不再出現了。

至於黑洞的蒸發,霍金曾經提出乙個假說,宇宙並不存在絕對的真空,空間會在瞬間產生成對的帶有正負質量的粒子,然後再中和湮滅,在視介面附近的帶有負能量的離子將會受到引力進入黑洞中和質量,而正能量的粒子則被推到無窮遠處,以此來蒸發。但是這種蒸發是非常緩慢的。

這只是假說,還有其他理論,比如說黑洞進,「白洞」出什麼的,也都是假說,其實黑洞本來就是假說,到現在為止人類也只是觀測某些地方可能有黑洞,而沒有真正觀測到過,因為它根本就不能被看到。至於相對論,它並不適用於所有的地方,奇點是它最無法解釋的東西,也就是說,在宇宙大**那一瞬間之前,以及黑洞核心之中,它是失效的。而作為20世紀物理理論的兩大支柱的另外乙個量子論,它總是跟黑洞唱反調。

但他們都被無數事實證明是正確的,可是顯然,他們都不全面。

科學這東西是不斷發展的,就像以前的牛頓經典力學,誰能說它不正確?它只是不全面而已,在高速運動時失效。相對論也是,適用於巨集觀,到了微觀世界就是量子論了。

也許隨著科學的發展,它們最終都會被所謂的萬物理論所取代。

現在的膜理論,弦理論也許就算這種理論的雛形了。

順帶一提,我十分崇拜愛因斯坦,乙個人頂起了20世紀物理的半邊天。很多時候我懷疑他是未來穿越過來的,呵呵,起點**看多了,我想無論到了哪個時代,相對論都會永遠是乙個神話般的豐碑。

6樓:瀟湘拂穎

黑洞是廣義相對論乙個重要推論,可根據物質的質量推導出物質的最大半徑,這一半徑叫施瓦希半徑,對於太陽來說,這一半徑為3千公尺,地球就是8到9mm,在黑洞內部空間與時間分離開來,相對論在這裡已不能使用,因為物質被無限壓縮,在這裡空間與時間是相互裝換的,並不存在真實的物質,物質已經變化為沸騰的量子泡沫,黑洞的中心不存在空間點,而是量子論所說的奇點,平時所謂的半徑是乙個黑洞視界,就是逃逸速度在光速的範圍的半徑,而物質的集合點就是奇點,黑洞在吞噬物質時,黑洞視界不斷變大,但本身的時空奇點形態也許就不會變化,依然是量子泡沫不斷漲落的奇點。至於物質噴流,你可以設想一下,當我們放水池中的水,就會形成急速下落的水流,形成乙個漩渦,其中的物質碰撞是很大的,一次聯想當物質落入黑洞時,物質之間相互碰撞,碰撞可以產生大量的能量輻射,人類觀察黑洞就是通過這種方式,畢竟黑洞不可見,但是因為其極強的引力作用,物質下落碰撞產生的能量噴流時相當大的,也包裹物質噴流,通過這種方式我們就可以發現那些看不見得黑洞,即乙個空間有很強的能量噴流但是卻不存在該天體,就可以判定這裡可能存在黑洞。對啦,黑洞也許有旋轉地能量,物質噴流也可能與這有關,就像龍捲風的周圍空氣也會奪取龍捲風的旋轉能一樣,黑洞周圍的物質在落入其中時也可以奪取黑洞旋轉勢能,這也可能是其產生噴流的乙個原因,未來能量缺乏時可以到黑洞邊上攫取其旋轉能量。

你可能知道黑洞也會漸漸失去自己的能量,這就是霍金的黑洞蒸發理論。說一點後話,相對論創造發現了黑洞,但卻不適用於黑洞,量子論在這替代了相對論,有時間的話,你可以看看關於膜理論的內容,也許你會找到更合適的答案。

7樓:匿名使用者

對於非專業人士,或許這樣解釋吧。

地球變成的問題,其實那是不可能的。因為質量達不到要求,要恆星死亡後變成黑洞,好像是恆星死亡後的「核心」要大於2倍太陽質量,1.4倍好像是白矮星跟中子星的界線。

為什麼說是死亡後「核心」呢?因為宇宙有很多比太陽大得多的恆星,但即使是10倍太陽質量的恆星,它可能在死亡的時候以超新星爆發的形式拋掉自身大部分質量。例如直徑是太陽系大小的恆星,其核心的溫度足以練成金,在死亡的時候會以超新星爆發的形式把重元素拋到宇宙,我們今天在地球看到的金,其實是需要付出乙個太陽系直徑大小的恆星生命換取的。

所以,超新星爆發可使最後的「核心」質量小於2倍太陽質量,而使自身落入白矮星或中子星的墓穴。

8mm直徑的黑洞,並不是你看到只有8mm的「黑球」實際上他的「視界」是很大的,起碼要看看光能跑多遠,可能比太陽還大。掉進黑洞裡的東西會怎樣我不知道,而黑洞表面是人類理解能力的極限了,所以不一定掉進去就一定會使黑洞增加質量,因為不能用我們所見的理解去解釋黑洞。不過,宇宙中的質量和能量其實是同一樣東西,或許說同一回事,質能是可以轉化的,可以理解成質量就是能量的實體化形式,而能量就是質量的量子化形式。

所以掉進黑洞的東西不一定 黑洞質量的一部分,最後這句話屬個人意見。

最後說說黑洞噴流,朋友你在科學片裡看到的黑洞噴流,並不是從黑洞裡「噴」出來的,而是在視界表面,物質在掉進黑洞時(還沒有進視界),速度是相當高的,可以接近光速,這樣他們互相撞擊的能量就非常大,當物質集中到黑洞表面是(主要是兩級),就會發生巨大**,形成噴流,當然,有一部分分流的物質四會掉進黑洞的。所以黑洞的能量理論上是可以利用的,它是名副其實的宇宙工廠。

你說的把物質弄得很小,把它變成黑洞。物質的確是可以無窮小,但用機械的話,起碼要生產出比地球大的機械壓機,這個理論上也可以。但別忘了,把地球壓成黑洞,當他「真的」變成黑洞的時候,他裡面的世界我們就無法理解了,太陽系也是。

另外還有海綿,當物質小到原子級別就會出現量子效應,量子世界我們的理解也是很有限,還有很多東西無法理解。

本人愚見,希望樓主能理解。因為我對這個領域也不是很專業,說專業一點我反而不會!

根據史瓦西半徑公式,經本人粗略計算,得出乙個驚掉下巴的結論:宇宙本身就是乙個黑洞!

8樓:月上中天

你的計算是沒有問題的,這也是目前物理學的乙個難題史瓦西半徑是和目前觀測結果想符合的,但是為什麼在大尺度上就不符合了,這就是「暗能量」的理論根源,至少,相對論是沒有太好的數學模型可提供,下一**論正在醞釀中

今年歐洲實驗室觀測到超光速現象,很可能會成為乙個契機,繼牛頓經典物理學建立低速宇宙模型,相對論建立光速以內的宇宙模型之後,用來建立大尺度下的宇宙數學模型已經迫在眉睫

原先樂觀的估計,近100年內就會有突破,現在由於觀測到了超光速現象,有可能會提前到近50年內,就是不知道是誰將會名垂史冊

9樓:

貌似很早就有人說過我們的宇宙在更大的尺度上看,可能是乙個黑洞,但還需要更進一步的證明。

現在我們所說的宇宙只有137億光年大,是指通過人們能看到的最遠(或最早)的星系推算,得出「我們可見的宇宙」這麼大,本來也沒說宇宙只有這麼大。

10樓:秦軾昊

天文學是乙個很有趣的科學,不瞞你講,我們正處在事件視界當中。我們好像在被包圍著,我曾經也用這個公式算過,也是640億光年,未超過史瓦西半徑,也就是說我們處在乙個神秘的地方。宇宙外假設還有飛船被宇宙這個巨大的黑洞吸進來,他們就會到我們這個空間。

來回穿梭。我們也可以通過事件視界回到以前或將來(穿越宇宙)。到以後。

舉乙個例子:假設我朝乙個方向看得足夠遠,我或許會看見我的後腦勺。黑洞仍是科學史上乙個巨大謎團,其不符合物理學的任何一種定律!

以前科幻**中的情節或許會成為現實。

如果宇宙是乙個黑洞,或許最初像乙個原子大小的宇宙,很可能是宇宙外乙個質量極大,密度極高的物體形成的,後**形成了所謂的:「宇宙黑洞」

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