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为什么太阳内部有着惊人大气压强,但却没有形成黑洞?

楼主:lgc_1991  时间:2019-02-23 16:43:07
首先先从太阳被分为几个层次来研讨,从太阳中心向外依次,对日核,对流层,和太阳大气,太阳包括,光球色球,日冕三个局部,太阳的半径15%是由日核构成的,是热核的反响区热核反响发作时,释放出宏大能量的主要方式是氢聚变,日核局部物质密度是,160克/厘米^3,中心压强为3300亿个大气压。约15,000,000K,集中了太阳质量的一半,并且可以产生太阳发射能量的大约99%.由于高温,其物质处于气态,日核释放的能量是由氢原子核聚变为氦产生,每秒钟,质量为6亿吨的氢经过热核聚变反应转变为5.96亿吨的氦,并释放出相当于400万吨氢的能量,此即太阳光的来源.据目前对太阳内部氢含量的估计,太阳至少还能向地球提供50亿年的光和热。
既然太阳中心有如此高的压力,为什么没有形成黑洞?这是因为自然界中粒子借助于自身的引力结构支撑足以抵御来自太阳的收缩压力,所以就太阳的压力不足以压碎粒子的引力支撑的结构,越压越紧致。但是也决不是无限的被压缩,当到达一定的临界状态时引力支撑结构会局部变化,形成自然界中的黑洞!这个平均估值由奥本海默给出。称之为奥本海默极限TOV极限。与之相应的黑洞称为自然黑洞。




奥本海默,J.R.(J. Robert Oppenheimer)(1904~1967)美国理论物理学家和科学组织家,美国研制第一批原子弹的“曼哈顿计划”的主要技术负责人。

1936年﹐奥本海默等首先讨论了由简并中子态物质构成的致密星体﹐即中子星的平衡和稳定性。这种星体的性质﹐主要由自引力和简并中子压力二者之间的平衡决定。利用广义相对论的无转动球对称星体结构方程﹐并用理想费密气体方程作为中子物质的物态方程﹐奥本海默等证明﹐存在一个临界质量M ≒0.75M ﹐M 表示太阳质量。当星体的质量小于M 时﹐存在稳定的平衡解﹔反之﹐没有稳定的平衡解。中子星的质量上限M 就是奥本海默极限。如果采用更接近实际的中子物态方程。奥本海默极限的数值将不同于原来的数值。由于目前有关密度大于 10克/厘米时的物态方程还不确定﹐中子星的质量上限也不确定﹐一般可取为2M 。
奥本海默极限(TOV极限,也叫奥本海默-沃尔科夫极限)即是中子星的质量上限,类似于白矮星质量上限的钱德拉塞卡极限。如上节所述,奥本海默和沃尔科夫得到的中子星质量上限约为0.7倍太阳质量,这在今天看来应该是错误的,当今的结果在1.5至3倍太阳质量之间。对于质量小于此极限的中子星,支持星体的内部压力来自中子与中子之间的强相互作用以及中子本身的量子简并压力;而对于质量大于此极限的中子星会在自身引力的作用下崩溃,从而坍缩为一个黑洞,理论上在其他途径的内部压力支持下还可能成为其他形式的星体(例如在夸克简并压力的支持下坍缩为夸克星)。但由于对这些理论上的夸克简并物质了解相对中子简并物质更少,一般天体物理学家相信,除非有实际观测的反例证实,中子星在超过这一极限时都会直接坍缩为黑洞。
一颗热核能源耗尽的星体﹐如果质量大于奥本海默极限﹐不可能成为稳定的中子星。它的一种可能归宿是经过无限坍缩形成黑洞﹐另一种归宿是形成介于中子星与黑洞之间的其他类型的致密星







楼主:lgc_1991  时间:2019-02-23 16:43:07
回复 @u_110215084:呵呵,比较搞笑!
楼主:lgc_1991  时间:2019-02-23 16:43:07
@摄太郎 2019-02-19 21:02:37
欣赏佳作!支持楼主!元宵节快乐!
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同乐!

楼主:lgc_1991

字数:1380

帖子分类:我的大学

发表时间:2019-02-08 10:00:52

更新时间:2019-02-23 16:43:07

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