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黑洞可以活多久?久到你无法想象

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由王彬沣摘自搜狐网:  从经典物理的角度来看,黑洞作爲大质量恒星的“终态”,寿命是永久的。这并不难了解,毕竟“黑洞”这个名字的由来便是由于它只吸收物质却不会放出物质这一特性来起的。所以直到上世纪70年代以前,物理学家普遍以为黑洞就像不死的幽灵一样,隐藏在宇宙的黑暗角落里。

不过这一观念在上世纪70年代发作了反动性的转变,著名的物理学家霍金在经典引力中思索了量子效应,经过弯曲时空量子场论的办法证明了黑洞实践上并非“有进无出”的。黑洞存在热辐射——辐射谱满足黑体辐射的性质!由于这一进程会使得黑洞的质量增加,我们又抽象地把这个进程称爲“黑洞蒸发”。这彻底改动了物理学家对黑洞的看法,黑洞不再是一个永久的物体。
如今我们就可以应用黑洞蒸发实际预算黑洞“寿命”。
思索最复杂的史瓦西黑洞,这是一类不带电、不旋转的球对称黑洞。
黑洞的温度跟它的质量成正比。因而一个确定质量的黑洞可以确定它的温度。
有了温度当前,依据黑体辐射实际中斯特凡-玻尔兹曼定律可以计算出单位工夫单位面积的黑洞热辐射带走的能量,从而失掉黑洞的“寿命”。

 

既然黑洞曾经是恒星生命周期的末期了,那麼黑洞的寿命有极限吗?
答案是有的。有一种黑洞叫做原初黑洞,它是宇宙晚期收缩之前,它的密度散布不平均。有某些密度十分大的区域,可以间接构成黑洞。因而,原初黑洞的质量可以小于普通恒星。而依据霍金所提醒的黑洞的特征,黑洞以黑体辐射的方式蒸发,质量越小的黑洞,蒸发的速度越快,一些质量较小的黑洞能够曾经蒸发掉了。而那些由恒星坍缩构成的,或许自身质量较大的黑洞(比方超大质量黑洞、中介质量黑洞、恒星黑洞),虽然自身有其寿命,但它们的蒸发工夫要远远超越宇宙的年龄。

我给出的计算后果如下(详细推导进程需求用到3点,首先是黑洞的面积与质量的平方成反比,其次是黑洞的能量与质量成反比,最初是黑体辐射的斯特凡-玻尔兹曼定律):
我们失掉黑洞的“寿命”与其质量的立方成反比。
据以上的公式可以预算失掉,一个原子核大小的黑洞,它的寿命跟目前的宇宙年龄简直一样大。而一个太阳质量的黑洞,它的寿命约爲十的65次方年,比宇宙的年龄大十的54次方倍!
因而,我们可以失掉两个结论:①由于恒星坍缩构成的黑洞质量都要大于3个太阳质量,因而这些大黑洞的寿命简直是无量大的。②大黑洞的热辐射是十分弱的,这也是为何地理学实验中从未观测到大黑洞的热辐射。
绝对论说,速度越快,其质量越大。黑洞里的东西,因引力缩绑,都处于完全运动形态,其质量也由于不运动而丧失,只靠强力令其在一同。这种均衡一旦打破,黑洞将立刻“卟”的一声爆炸,这才是其生命的终结。
黑洞详细寿命,还是交给专家去演算了,那才威望。
大于3个太阳质量的恒星演化晚期就会形成黑洞。因此,可以说黑洞是大质量恒星的归宿。

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