理論上黑洞的質量應該達到多少,深度解析 黑洞質量的下限和上限是多少?

時間 2022-02-19 09:30:13

1樓:嚴有福樑水

沒有理論上的最小黑洞。

但有「理論上由恆星形成的黑洞」其質量最小不能小於3倍太陽質量(即奧本海默極限)。

由於黑洞的大小隻與質量有關,不同的質量就有不同的引力半徑。

只要一個物體的所有質量都集中在引力半徑範圍以內即是黑洞。比如地球的引力半徑為0.9毫米,假若地球的質量都集中在內,地球也是一個黑洞。

當然,小質量的黑洞蒸發速度很快,有的(不足微克的)甚至不到億分之一秒,所以過小黑洞的存在就失去了意義。但理論上確實沒有黑洞質量的最低極限值,除了0

同樣,理論上黑洞沒有質量上限。

2樓:尾潔猶嫻

按組成來劃分,黑洞可以分為兩大類。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋轉的巨大的暗能量組成,它內部沒有巨大的質量。

巨大的暗能量以接近光速的速度旋轉,其內部產生巨大的負壓以吞噬物體,從而形成黑洞。暗能量黑洞是星系形成的基礎,也是星團、星系團形成的基礎。物理黑洞由一顆或多顆天體坍縮形成,具有巨大的質量。

當一個物理黑洞的質量等於或大於一個星系的質量時,我們稱之為奇點黑洞。暗能量黑洞的體積很大,可以有太陽系那般大。但物理黑洞的體積卻非常小,它可以縮小到一個奇點。

理論上黑洞的質量應該達到多少

3樓:flyroc龍小緣

普朗克質量即為最小黑洞質量,數值為21.7651 ± 0.0013 微克。

黑洞的定義是光線無法逃脫,已知質量後,可以根據逃逸公式計算出半徑,這個半徑就是史瓦西半徑。

同一質量下的天體,其半徑小於史瓦西半徑,即是黑洞。

穩定存在的黑洞需要其半徑達到一定程度,而微型黑洞通常會因為霍金輻射而快速蒸發。

你問理論上黑洞質量應該達到多少,那麼就是普朗克質量。如果是問穩定存在的黑洞質量應該達到多少,這個沒有定數,比如說你認為它在沒有吞噬的情況下能存在一萬年即是穩定,那麼你可以通過霍金輻射公式計算它單位時間的「蒸發」量,然後推導質量。

4樓:匿名使用者

銀河系中最小黑洞的質量大小,和銀河系中心黑洞質量大小有關,如果銀河系中心的黑洞質量是的7.40e+36kg,那麼銀河系中的最小黑洞的質量就是太陽質量的3.835倍。

不能穩定存在的黑洞都是傳說。

5樓:匿名使用者

理論上最大的黑洞極限能到霍金輻射導致的蒸發速度等於光速為止。視界半徑還是直徑為10的1503次方光年,質量不知道。

6樓:

沒有理論上的最小黑洞。

但有「理論上由恆星形成的黑洞」其質量最小不能小於3倍太陽質量(即奧本海默極限)。

由於黑洞的大小隻與質量有關,不同的質量就有不同的引力半徑。

只要一個物體的所有質量都集中在引力半徑範圍以內即是黑洞。比如地球的引力半徑為0.9毫米,假若地球的質量都集中在內,地球也是一個黑洞。

當然,小質量的黑洞蒸發速度很快,有的(不足微克的)甚至不到億分之一秒,所以過小黑洞的存在就失去了意義。但理論上確實沒有黑洞質量的最低極限值,除了0

同樣,理論上黑洞沒有質量上限。

7樓:郭配芬

最小黑洞質量是太陽10到20倍,最大黑洞質量是太陽400億倍。

深度解析:黑洞質量的下限和上限是多少?

8樓:星球上的科學

不得不說,黑洞算得上是宇宙中最神祕的天體了,畢竟它是宇宙中引力最大的天體,連光都無法逃脫它的事件視界的範圍,以至於我們都無法看到它的真實面貌。

去年人類首次拍到了第一張黑洞**,它來自m87星系的中心,其質量達到了65億倍的太陽質量,而處在我們銀河系中心的人馬座a*黑洞,質量相比之下就要小很多了,大概只有430萬倍的太陽質量,那麼黑洞的質量存在上限和下限嗎?接下來我們就來探尋一下這個問題。

宇宙中的黑洞是如何產生的?首先,我們需要從宇宙中最常見的恆星開始說起,根據恆星的光球和溫度,我們一般可以把恆星分為以下幾種。

藍色:「o」型

藍白色:「b」型

白色:「a」型

黃白色:「f」型

黃色:「g」型

橙色:「k」型

紅色:「m」型

從圖中我們可以發現質量越大的恆星,顏色就偏向於藍色,而質量越小的恆星顏色越偏向於黃色。那麼恆星的質量和壽命之間存在什麼關係呢?

通常情況下我們可能會覺得,質量越大燃燒的速度也應該越快,然而事實卻恰恰相反。一顆恆星的質量如果越大,那麼它內部反應的速度也會越快,大質量的恆星通常情況下壽命只有幾千萬年甚至幾百萬年。而太陽的壽命則大約是120億年左右。

如果質量小於太陽10倍以上,它的壽命就可以達到6萬億年以上。而我們的宇宙誕生也不過138億年,所以至今為止,我們還沒有直接觀察到這種低質量的恆星在生命的盡頭會發生什麼。

大質量的恆星在生命的盡頭,,由於恆星內部的燃料太少,無法維持內部的溫度;或者恆星接受了額外的物質,導致未能提高核心的溫度來抗衡外部的壓力。如果發生這兩種情況之一,恆星內部的溫度就會不夠高,導致不能抵抗它在自身的引力下坍塌。

最後的那結果就是發生超新星**,而它的核心會繼續向內坍塌形成中子星或是黑洞,當中子星的質量超過了三倍的太陽之後,最後依然會在引力的作用下,坍塌成黑洞。

科學家是如何尋找黑洞的?根據科學家估計,宇宙中應該存在大量的黑洞,但由於黑洞特殊的性質,導致我們無法直接觀測到黑洞的存在。

天文學家首先想到的辦法就是通過密近雙星黑洞吸積伴星物質後發所出的x射線伽馬射線來尋找恆星級黑洞。然而缺點就是無法區分雙星系統中的緻密星到底是白矮星還是中子星以及黑洞。

然後科學家開始接著想辦法,對它們分別進行研究。長期研究之後發現:白矮星的能量轉化效率只有區區萬分之一左右,而產生x射線的至少也要百分之一以上。所以首先就把白矮星給排除掉了。

中子星在通常情況下都是脈衝星,所以如果我們檢測到了x射線脈衝現象,那麼也就確定了這個致命星是中子星,但如果沒有檢測到,也還是不能說明它就是黑洞。

這裡就要通過緻密星的質量來區分了,科學家通過研究發現,中子星的質量最高為3倍太陽質量,如果再大,那麼這個緻密星就可以確定為黑洞了。

實際上測定雙星系統中的緻密星的質量可不是一件容易的事,首先需要利用其中一個的譜線移動來得到它的軌道引數,接著使用開普勒定律計算總質量,最後才能大致估計出質量。

這就是為什麼,現在科學家確定為黑洞的天體少之又少的原因。

目前發現的最小的黑洞有哪些?

igr j17091-3624:這是位於天蠍座的一顆恆星級黑洞,距離地球大約28000光年。它處於一顆雙星系統內,,科學家通過觀測它的吸積盤的氣流才得以發現,質量大約為3-10倍的太陽質量,非常接近黑洞能穩定存在的下限。

xte j1650-500:這是位於天壇座的一顆恆星質量的黑洞,也是位於一個雙星系統中,不過它的伴星還是一顆正常的恆星,在2023年的研究中,它的質量**為3.8±0.

5倍的太陽質量,但是後來,科學家發現它的質量在5-10倍的太陽質量之間。

這兩顆黑洞都是科學家觀測到在宇宙中能夠穩定存在的,難道這就是黑洞質量的下限了嗎?並不是,原則上來講,黑洞的質量可以是普朗克質量的任意倍。

所以就有了微型黑洞的說法,也叫做量子黑洞,而科學家也成功的在實驗室裡通過使用大型對撞擊裡產生過,但是這種黑洞並不能穩定的存在,會迅速的蒸發掉,所以當我們再次聽到人造黑洞誕生時,完全不用擔心地球會被微型黑洞給吞噬掉。

質量最大的黑洞有多大?根據黑洞的質量,大致可以分為以下幾種。

超大質量黑洞:質量在太陽質量的幾百萬倍到170億倍之間,到目前,科學家已經在所有的已知星系中心(包括銀河系)發現超大質量黑洞的存在。

中等質量黑洞:質量在100到100萬倍的太陽質量之間,

恆星級黑洞:質量在3-100倍的太陽質量之間。這種黑洞通常是由大質量的恆星在演化週期的盡頭發生引力坍塌後才形成。

顯然,通過恆星演化成為的黑洞並不足以達到黑洞質量的上限,這就需要我們從超大質量黑洞中去尋找了。而從目前觀測到的資料來看有兩位候選者。

第一是位ton 618:這是位於位於獵犬座的一顆類星體,它的絕對星等達到了-30.7等,相當於1.

4×10^12的太陽亮度,是宇宙中最明亮的天體之一,根據計算可以得出,它中心的黑洞質量大約為660億倍的太陽質量。

第二位是s5 0014+81:這是位於仙王座的一顆類星體,但是它距離地球實在是太遙遠了:121億光年,科學家估計它的質量在400億倍的太陽質量左右,每年還會增加4000倍的太陽質量,但由於測量方法的不準確性,它的具體質量還有待進一步的觀測。

總結在我們的宇宙中,沒有觀測到的就不一定代表不存在。

例如根據**,宇宙中可能發生著相當多中子星合併的事件,當兩顆中子星合併時,將會形成一個超新星,最後**成為黑洞,所以理論上來講,我們銀河系還應該存在2倍太陽質量的黑洞,只是我們還沒觀測到。當然,還有微型黑洞的存在,所以說黑洞的質量沒有最小,只有更小。

而最大的黑洞一般都存在自遙遠星系中心的超大質量黑洞,最高可到達幾百億倍的太陽質量,但這並不是黑洞質量的上限,只要有足夠的質量,黑洞的質量幾乎是沒有上限的。

9樓:農家小妹婉兒

黑洞質量的下限可能是地球的好幾百倍之多,它是一個龐然大物。可以吸收太多的其他星球的東西,那麼質量肯定也是這樣的大。

10樓:秋風體育

黑洞的質量沒有下限也沒有上限,黑洞的質量沒有最小隻有更小,黑洞的質量也幾乎沒有上限。

11樓:你頭髮亂了噢

科學家通過觀測吸積盤的氣流發現,黑洞的下限接近太陽質量的3至5倍;超大質量的黑洞上限可達到幾百億倍的太陽質量。

12樓:喬松情感

目前黑洞質量的下限是igr j17091-3624黑洞,他大概是太陽質量的3-10倍,黑洞質量的上限是超大質量黑洞,大概是在太陽質量的幾百萬倍到170億倍之間。

13樓:來自桃花源欣慰的薰衣草

任何物體的引力都是和自身質量相關的,所以黑洞的質量下限,至少要達到其逃逸速度與光速相當,具體數值多少就不知道啦!

上限的話,因為宇宙還是在不斷膨脹的,而且可以證明這個膨脹速度遠超光速,所以就算是最大的黑洞的引力上限也肯定不足以抵消宇宙自身的膨脹

黑洞的重量等於多少個地球

14樓:匿名使用者

不一定。

理論上說,即有尺度如一個基本粒子,質量在數十萬噸到數億噸的微型黑洞,也存在由大質量恆星引力坍縮形成的恆星級黑洞,還存在位於星系中心的巨型黑洞。

微型黑洞(也叫量子黑洞)是理論預言的一種黑洞。是在宇宙大**發生極早期,物質和能量高度集中時,形成的一種微型黑洞。其尺度如同一個亞原子粒子,質量如同地球上的一座大山。

目前尚未發現有微型黑洞存在的跡象。

當一顆大質量恆星演化末期發生超新星**時,如果恆星核心的剩餘質量大於3倍太陽質量,核心就會繼續坍縮,直到形成一個尺度無限小、表面脫離速度大於等於光速的形式,就是恆星級黑洞。理論上恆星級黑洞的質量沒有上限。

科學家發現,在許多星系中心,存在超大質量的巨型黑洞。在銀河系中心,就有這樣一個黑洞,其質量可能達到太陽質量的250萬倍。也有資料介紹說,其質量達到400萬倍太陽質量或更大。

所以,如果問黑洞的重量等於多少個地球?這是沒法回答的。

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