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恒星是怎么形成黑洞的,太阳燃料耗尽之后会不会变成黑洞?
2023/06/06

要说宇宙中最可怕的天体是什么,那么绝对是黑洞。

黑洞最早是广义相对论中所预言的一种天体,在1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西根据爱因斯坦引力场方程得到了一个真空解。

这个解表明,如果将‬一个‬物体压缩‬到‬临界‬半径‬,那么‬周围就‬产生奇异的现象,也就是‬存在‬一个‬事件‬视界”,任何‬物体‬只要‬进入‬到‬这个‬范围‬中‬都会被他‬所‬吞噬‬,包括‬每秒‬30万‬千米‬的‬光‬,这个临界‬半径‬被‬称作史瓦西半径。

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如果‬我们‬将‬地球‬不断‬压缩,‬‬其‬质量‬不变‬,那么‬只要‬将‬地球‬压缩‬至‬9毫米‬的‬大小‬,就会‬形成‬一个‬微小‬的‬黑洞‬。不过‬将物体压缩成黑洞是不可能完成的,根据目前的认知,在宇宙中那些天然黑洞一般都是大质量恒星死亡后的产物。

当一颗大质量恒星在走进末期时,其内部的燃料会一点点被消耗殆尽,直至核心聚变成一个铁核,而铁核无法继续释放能量,此时的核心便无法再继续抵抗自身的引力平衡,开始向中心坍缩,从而导致整个恒星瓦解发生剧烈爆炸,这种爆炸就是我们所称的超新星爆发,在爆发之后其中心则会留下一个致密的内核,假如这个内核的质量大于3.2倍太阳质量,就会形成可怕的黑洞。

那么我们的太阳同样是一颗恒星,他从诞生到至今虽然已经不停的燃烧了46亿年之久,但不可避免的是,总有一天他的燃料也会消耗殆尽,到那时太阳的命运将走向何处,是否也会形成黑洞呢?

太阳作为我们太阳系中唯一的一颗恒星,其主要构造都和其他恒星一样,是由氢元素和氦元素组成,如果走进他的内部会发现,那里无时无刻不发生着剧烈的核聚变反应。每秒钟就有6亿吨的氢通过核聚变产生5.96亿吨的氦。这意味着氢元素会消耗的越来越少,根据太阳内部的氢元素含量估算,这些氢元素大约还能持续燃烧五十亿年,在五十亿年后太阳核心的氢元素会完全枯竭,被产生的氦所占据。

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这个时候的太阳将发生不稳定现象,因为氦的聚变条件更高,核心为了抵抗自身的引力开始坍缩,在坍缩过程中温度和压力上升,大约在达到一亿度时,就触发了氦元素所聚变的条件,于是氦元素开始向碳聚变。

同时外围氢元素因为核心温度的提升,热量向外传导,使得太阳外壳的氢元素急剧膨胀,从而形成庞大的红巨星,半径能达到如今的200倍。那时地球将陷入火海之中,并一点点被吞噬。

在红巨星阶段,氦大约还能燃烧10亿年左右,十亿年之后,氦元素也将被耗尽,届时太阳就会走向死亡,最终剩余的物质被抛散到太空,形成行星状星云,中心只留下一个密度极高的白矮星。

按照太阳的质量来说,太阳死亡后并不能形成黑洞,甚至连中子星都无法形成,虽然太阳的质量在我们看来非常巨大,几乎占据了整个太阳系质量的百分之99.86,但相对于能够形成黑洞的大质量恒星而言却太小了。

而太阳在死亡后想要形成黑洞,我们必须将太阳的质量增加30倍左右,那么他才有可能在死亡后,其核心能够坍缩成一颗黑洞。

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