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黑洞至少有三类。

其一,恒星级黑洞。这类黑洞是由恒星形成的。大质量恒星在演化晚期时,通过超新星爆发,恒星外层物质抛散在宇宙空间中,恒星核引力坍缩,其表面脱离速度达到或超过光速时,就形成了黑洞。

其二,量子黑洞。是在宇宙大爆炸早期,物质密度极高,温度也极高时,物质聚集形成的极小型黑洞。其尺度大约是一个基本粒子的尺度,其质量大约只有几亿到几十亿吨。由于尺度极小,它表面的脱离速度也能大于光速,所以也是黑洞。

其三,星系级黑洞。存在于星系中央,是整个星系的“统治者”。这类黑洞是在星系生成时,中央物质密度极高,引力坍缩形成的。整个星系就是由这个中央黑洞维系的。

此外,根据广义相对论,我们宇宙的物质总量与宇宙尺度的比,十分接近于黑洞的密度-尺度比来源:https://yz66.net/xwzx/202501-1997.html。我们身处其中的宇宙就有可能是一个超级大型的黑洞。这个黑洞肯定不会是由恒星形成的了。

1、黑洞的形成,源于大质量恒星的演化,当一颗星核质量超过3.2倍太阳的恒星消耗完全部热核燃料之后,演化结果就一定是一颗黑洞,这是形成黑洞的临界质量。随着恒星内部的热核反应不断继续,氢聚变反应逐渐停止,逐步转变为氦聚变、碳聚变、氧聚变,直至生成铁核;此时聚变反应停止,恒星的引力占主导地位,核心将猛烈坍缩,这时根据核心质量的不同,将会有三种结局:

星核质量小于1.44倍太阳质量,将生成白矮星,依靠电子简并压力抵抗自身引力,密度1000万吨/立方米。

星核质量在1.44~3倍太阳质量,将生成中子星,密度1亿吨/立方厘米,依靠简并中子压力抵抗引力。

如果质量大于3.2倍太阳质量,将无可避免的形成黑洞,体积极小,密度极高,进入其引力视界内的一切物质,包括光线,都无法逃逸。

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一颗恒星在演化末期,并不是所有物质都用于形成黑洞,其表层物质随着内核的坍缩,而释放到宇宙空间,这个过程剧烈,用爆炸形容并不过分,就看内部剩下的星核质量有多大了。至于星系中心的黑洞,吞掉整个星系是迟早的事情,遥远的类星体,就是一颗超大质量黑洞在不断的吞噬周围的恒星和物质,释放强大的可见光和X射线粒子喷流(所以称为‘类星体’):

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星系中除了中心的超大质量黑洞(银河系中心是一个400万倍太阳质量的大型黑洞),还有其他小型黑洞的存在,银河系内目前发现的黑洞超过30个,最近的一个是天鹅座X-1双星系统,大的是蓝巨星,在它旁边看不见的致密天体在不断吞噬蓝巨星的物质:

天鹅座X-1

至于2个黑洞相遇是什么情况,目前的说法是大质量的吞并小的,形成一个更大的黑洞。

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2、黑洞在宇宙中的作用很大,目前所有的星系中心,都有一颗超大质量黑洞,星系内的所有恒星都围绕其运行,正是它的引力维持星系的整体稳定来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-928.html。另外科学家猜测黑洞是实现恒星际旅行的虫洞,当然这还只是猜测,毕竟对黑洞的认识还只能说刚刚开始,但黑洞内部到底是个怎样的世界,没有人知道。

银心也是一颗超大质量黑洞

3、暗物质是科学家猜测在广阔的宇宙空间中无处不在的,根据现在的宇宙大爆炸理论,如果星际空间的物质密度超过来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-762.html?3个质子/每立方米,那么终有一天宇宙会由膨胀转向收缩,但根据目前观测的结果,星际空间的物质非常稀薄,远远达不到这一极限。而由于宇宙间无处不在的暗物质的存在,它们能在非常广泛的空间内发挥引力作用,实际的情况可能会大于3个质子/立方米,宇宙还是会转向收缩。暗物质只能在非常大的范围内产生明显作用,而引力是宇宙间基本的四大相互作用之一。暗物质是科学家在研究宇宙起源和演化过程中的猜测,还没有观测依据和科学实验依据证实。

4、反物质目前还只能在粒子物理实验中被发现,但是确实存在,一对正反基本粒子相遇会湮灭,并释放巨大能量,比我们知道的热核聚变反应能量还要大,质量可以完全转变为能量。科学家猜测存在一个反物质宇宙,由基本的反物质粒子(反质子、反电子、反原子、乃至宏观反物质)组成,但还没有观测到宏观反物质的存在来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-344.html。而反电子、反质子的存在时间非常短,因为我们的宇宙全部是由“正物质”构成的,反粒子出现后,马上和正粒子相互碰撞湮灭。

5、关于平行宇宙,目前主要还是想象,这源于量子物理的进展,但缺乏理论和实验依据。而大爆炸理论广受支持的主要原因有2个:1是宇宙微波背景辐射的发现,2是哈勃常数的测定,这是2个有力的证据,目前我更相信大爆炸理论。

6、恒星的产生源于星云的不断聚集,当物质聚集到一定程度,温度和压力条件满足后,点燃氢聚变反应,形成恒星来源:https://faithandyoung.com/cshi/202501-5377.html。这种情况发生在很多星系的旋臂上、还有大量星云聚集的地方,比如创生之柱:

这是位于老鹰星云的创生之柱,大量的恒星在此孕育。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-577.html

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题目越来越大了,743488393Q聊吧,我加了。

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