黑洞引力那么大,可以把原子撕碎吗?

问题:黑洞引力那么大,可以把原子撕碎吗?

答案是肯定的,黑洞不但撕碎了原子,还撕碎一切最小的粒子。宇宙中存在着三种致密天体,即白矮星、中子星、黑洞,这三种天体都是以破坏原子结构为存在依据的。

白矮星

这三种天体中,引力压最小的是白矮星,质量只能维持在1.44个太阳以下,体积约地球大小,密度达到每立方厘米1~10吨左右。在强大的引力压力下,原子的基本结构受到破坏,电子被压离了原子核成为自由电子。但白矮星的原子核与原子核之间并没有融合在一起,而是分别飘荡在电子海洋里。

这样一来,物质已经不是我们地球上所能保持的形态了,也就是已经不属于我们认识的118种元素了,而是属于高致密度的电子简并态物质。

中子星

当白矮星质量超过太阳的1.44倍时,电子简并压就再也无法支撑巨大的引力压,原子进一步塌缩,电子被压缩到原子核里,与质子中和成为中子。这样原子核和电子就不存在了,整个星球就几乎都有中子组成,中子与中子密密匝匝的靠在一起,整个星球就是一个巨大的中子核。

这时的星球依靠中子简并压支撑着有形的存在,物质更不是我们认识的118种元素了,是一种极端致密的中子简并态物质,密度达到每立方厘米1~20亿吨。

因此我们可以认为,等不到天体形成黑洞,白矮星和中子星就已经把原子撕碎了。它们之所以没有进一步压缩,是因为泡利不相容原理。

何谓泡利不相容原理?

泡利不相容原理是美籍奥地利科学家、物理学家沃尔夫冈·泡利1925年1月发现并提出的,为此他获得了1945年诺贝尔物理学奖。这个原理揭示了微观粒子运动的一个基本规律,即在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态,通俗一点说,就是费米子粒子不能够挤在一起,它们会相互排斥,由此产生排斥的压力。

何谓费米子?就是自旋为半奇数的粒子统称为费米子,电子、质子、中子都属于费米子。这样它们都满足泡利不相容原理,就是不允许两个以上的同类出现在相同的量子态中。

这种相互排斥的压力,越到深层次越厉害,白矮星和中子星,以及尚没有发现的夸克星,就是依靠这种压力抵御巨大的重力压而以特殊至密物质形态存在。不同质量的恒星,最终的结局有的成为白矮星,有的成为中子星。

一般来说,太阳质量左右的恒星死亡后,核心会留下一个白矮星;而大于太阳质量8倍,到太阳质量30或40倍的恒星,死亡时会发生超新星大爆发,最终核心部分留下一颗中子星。白矮星、中子星物质虽然不再是我们认识的118种元素了,但毕竟还是有形的可见的物质,如果压力再大的话,这种有形状态就再也保不住了。

黑洞的力量把所有物质都化为乌有。

科学研究认为,当中子星质量超过太阳约3倍时,巨大的引力压就会战胜中子简并压,使中子星再也保持不了其有形的形态了,中子也被压碎压瘪,形成无限坍塌,最终所有物质都坍塌到黑洞核心那个奇点里。

一般认为黑洞中心有个奇点,这个奇点是一种我们无法理解的奇异状态,人类只能推导出它有四个特点,就是体积无限小、密度无限大、温度无限高、曲率无限大。其实这四个无限都是由第一个“体积无限小”引申出来的。

何谓无限小?

现在宇宙中发现的最小黑洞在3个太阳质量以上,而不管是3个太阳质量,还是迄今发现的最大黑洞SDSS J140821.67+025733.2的1960亿倍太阳质量,都压缩到了中心那个无限小的奇点里。何谓无限小?就是比一个原子、一个电子还要小,比普朗克尺度还要小。

何谓普朗克尺度?就是量子力学认为人类可能认识的最小尺度,为1.6*10^-35米,比原子还要小10亿亿亿倍。请问此刻还有原子存在吗?那么里面是什么呢?不知道,人类现在不知道,将来也可能永远难以知道。因为科学家们认为,奇点不是我们世界的物质了,而是一个超时空的虚无点。

既然无法衡量之小的玩意,承受着这么巨大的质量和热量,这后面三个无限就可想而知了。而所谓曲率无限大,就是引力无限大的意思,一切物质一旦到了黑洞管辖范围,都要被吞噬,连每秒30万千米的光也无法逃脱。但这个无限引力是有范围局限的,这个范围就是根据黑洞质量形成的史瓦西半径。

这个半径的计算公式为:R=2GM/C^2。这里的R就是史瓦西半径,G为引力常数,M为黑洞质量,C为光速。

黑洞无毛但可现形。

我想,看了时空通讯不厌其烦的介绍,各位应该知道了黑洞是个啥玩意了吧?总结一下:黑洞是宇宙中的顶级尸骸,是通吃一切的恶魔,它不但撕碎了原子,还连一个粒子也不会留下,将一切化为乌有。它留在我们世界的就只有三个物理量,即:质量、角动量、电荷。

霍金最伟大的贡献之一就是严格证明了黑洞无毛理论。何谓黑洞无毛?就是无论什么黑洞,都是一样的,没有什么不同特点,一根毛的不同特点都没有,只有前面所说的三个物理量。

黑洞本来是隐形的,一丝光也不会露出。但人类就是依靠黑洞留在我们世界的三个物理量来发现和认识黑洞,这三个物理量影响着周边的天体物质,人们通过这些天体物质的变化可以计算出黑洞的存在和大小,并为它画像。

2017年4月10日,科学家公布了一颗名为M87星系黑洞的照片,这个黑洞距离我们5500万光年,质量为太阳的65亿倍。这是人类首次拍下黑洞的样子,全球许多科学家协作努力,联网形成一个口径相当地球大小的射电望远镜阵列,经过两年努力才得到了这张照片。(见上图)

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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黑洞的形成就是原子不断破碎的过程,在恒星的演化过程中,恒星的残骸不断的塌缩,对于黑洞来讲,即使是中子简并压力也无法阻止向内的引力,里面的基本粒子都会破碎成我们现代物理所无法想象的成分,最终坍缩成为一个奇点的黑洞。

对于恒星的演化过程,当恒星内部核聚变到了铁元素,其内部物质就无法继续进行热核反应了,恒星的演化命运走向完全取决于自身的质量,当小于1.44倍太阳质量时,电子的简并压力可以抵抗引力从而形成稳定的白矮星,这就是太阳的结局。

而恒星残骸在1.44 至3倍太阳质量时,电子简并压无法支撑引力,从而继续塌缩,电子与核内的质子结合形成中子,依靠中子间的简并压力来抵抗引力,从而形成中子星。

而当恒星残骸大于3倍太阳质量时,中子的简并压力也不能抵抗引力了,中子也会破碎,整个天体会进一步急剧的坍缩,形成体积无限小的奇点。黑洞其引力巨大,甚至连光都无法逃脱,被黑洞吞噬的物质也随之破碎。

目前对黑洞的了解还是很初步,还无法判断黑洞吞噬的物质和信息到底会不会消失,还有些人认为黑洞吞噬的物质还会从所谓白洞喷出,形成虫洞,这些白洞和虫洞当然还是无法验证的假想理论。

欢迎关注量子实验室,评论里请留下您的见解。

宇宙间引力最大的天体类型就是黑洞了,它是唯一能让秒速30万公里的光都无法逃脱的事物,任何物质来到它的面前,都会瞬间被它秒成渣渣。

一滴水的体积和质量都很小,然而一滴水中却有1.6万亿亿个水分子,每个水分子又有一个氧原子和两个氢原子组成,所以原子的数量还要在这个数字上乘以3,也就是说可达4.8万亿亿个原子,可见每一个原子有多么的渺小。然而在白矮星上,这些原子间的空隙以及原子里面的空间将被严重压缩,电子几乎紧贴原子核流动,这滴水将小到只有用显微镜才能看到。

如果在中子星上,就连电子都会被压缩到质子里面,成为一个个紧密排列的中子,体积将被进一步缩小。

而如果是在夸克星上,那么就连中子都会被压碎,成为组成中子的夸克的状态,其体积当然会更小。

而如果是在黑洞中,那么连夸克也不能存在,就别提原子这样级别的物质了,肯定会被撕碎揉烂虐成渣渣,目前我们甚至无法猜测黑洞中的物质被撕碎压缩到了什么程度。

上面提到的几种大密度天体中,相比较而言,通俗的讲白矮星相当于是密集挤压的无数原子核,中子星则可以看作是一个巨大的原子核,只是这个原子核是个中子团而已,但是夸克星就更小了,我们可以把它认作是一个巨大的中子。那么黑洞呢?一般认为黑洞的物质都集中在理论上认为存在的奇点上,这个奇点的体积有多小呢?数学上认为体积为0,这无疑会让人无法相信,其实不但是我们普通人难以理解,很多科学家也难以相信,所以常常把黑洞的奇点解释为体积无限小而密度无限大,在这个小小的奇点上,我们通常所讲的基本粒子都将难以正常存在,那里的一切还都不为人知。

被撕碎的原子

别说黑洞这一级别的天体,即使中子星就已经把原子撕碎了――把核外电子强拆硬塞给原子核中的质子,把质子变成中子。原子核中由于中子的增多,核结构变得松散,中子开始从原子核中分离出来,变为自由中子。密度可达10的11次方千克/立方厘米。在黑洞和中子星之间有可能还有一种天体――夸克星。

这是理论上预测的天体,由奇异物质组成。这个奇异物质,有人理解为奇夸克,有人理解为具有负质量和引力负压的物质,比如说H双重子。反正不管怎么说,原子被撕碎了,撕成了质子中子的组成成份。

比夸克星引力还大的就是黑洞了,有人说黑洞实际上就是夸克星,或者说是超夸克星。这样理解是不精确的,好多人对黑洞有误解,认为黑洞里的物质无限向中心坍缩,实际上黑洞的定义是其视界内部的逃逸速度大于光速的天体。而夸克星的定义是天体内部物质的压力通过夸克简并压力实现平衡。它们是从不同角度定义的。比如说咱们的地球如果被压缩为一个不到5毫米的圆球(当然这是不可能的),

它就变成了一个黑洞,因为它的逃逸速度大于光速了。如果这个小球内部有某种压力,比如说超夸克简并压力,与自身引力达到平衡,那这个小球就是超夸克星,同时也是一颗黑洞。它们并不矛盾,它们的定义不同,可以指同一天体,预测夸克星的存在并不代表黑洞不存在。实际上黑洞现在已基本确定是存在的,而夸克星并没有确认。

好了,把话题拉回来,如上所述,黑洞最起码是超过夸克简并压和引力平衡的天体。别说把原子,把基本粒子――夸克都撕碎了,把信息都撕碎了。

黑洞撕碎原子

当然以上所说都是黑洞形成过程对自身物质的撕裂,那么对掉入黑洞的物质又是如何呢?是接着被黑洞撕裂呢?还是安然无羕?这个目前说法不一,不过对于传统的史瓦西黑洞,物体掉入肯定会被撕裂,宇航员不小心掉入会先被抻成意大利面条,瞧:

因为黑洞奇点还不像宇宙大爆炸的奇点是个数学上存在的点,黑洞和宇宙大爆炸应该说还是两回事,因为没有哪一个黑洞会爆炸。黑洞的奇点应该是有物理上的存在,因此它强大的引力确实会把掉入其中的物质撕碎。而对于克尔黑洞这类黑洞,有人说人不小心掉进去不一定死亡,也许可以利用它的静界与视界之间的能层死里逃生,因为这个能层与白洞相连,从这个意义上说,黑洞什么也不会撕裂。

我们可以先给出答案:黑洞的形成过程就是把原子的撕碎的过程

恒星的演化

关于这个黑洞的问题,我们要从恒星的演化说起。我们都知道,恒星的燃烧依靠的是核聚变反应。主要有两条路径,一条叫做质子-质子反应链。就是氢原子核核聚变反应生成氦-4核的过程。

其次,就是碳氮氧循环。它其实也是氢原子核核聚变反应生成氦-4氦。只不过在这里碳氮氧充当了类似于催化剂的作用。这两种反应都会放出释放出大量能量。

我们要注意的是,无论哪种,说白了都是燃烧氢原子核,生成原子序数更高的氦-4核。也就是说,如果恒星核心的氢原子核燃烧殆尽,这个时候恒星内核的温度将会不足以吃撑氦-4继续发生核聚变反应。

这是因为让氦核聚变所需要的能量要远高于让氢核聚变所需要的能量。

于是,核心在引力的作用下会收缩,这个压力会使得恒星的内核温度急剧上升,直到满足了氦核聚变的温度,然后点燃氦核聚变。如果氦也燃烧完了,这样的情况其实会一直持续,顺着元素周期表的原子序更高顺位发生核聚变,当然温度也会越高,一直到元素铁。

那为什么会到元素铁呢?一般来说是铁的比结合能很高。说白了就是铁特别稳定,不容易发生核聚变反应,让他发生核聚变反应所需的能量,比他核聚变反应释放的能量还要多。这才使得有相当数量的恒星的演化都会停在铁及铁之前。

那接下来会发生什么呢?

这完全看质量,如果质量最够大,引力就会足够强,就很有可能提供足够的能量让铁也发生核聚变反应,这是宇宙中极其壮观的一幕,被我们叫做超新星爆炸。

超新星爆炸之后,要看残余的质量,如果剩余的质量超过1.44倍太阳质量,小于3.2倍太阳质量(3.2倍目前还有争议),那就会形成中子星。

如果高于3.2倍太阳质量,就会形成黑洞。

当然,如果低于1.44倍太阳质量,就会成为一颗白矮星。这其实就是恒星演化的过程。

中子&黑洞的形成

中子星和黑洞的形成和原子有关系。因为它们的质量特别大,所以引力就非常大。引力就会迫使原子之间的间隙逐渐减小。然后开始蚕食原子内部的空间。我们都知道,原子是由原子核和核外电子构成的,核外电子以概率云的形式存在于原子核之外。而电子和电子之间的电磁力,维持了原子之间的距离不会太近。但是这在这么巨大的引力之下都是浮云。

原子核其实很小很小,电子比原子核还要小,因此原子其实几乎是空的,如果原子有足球场那么大,那么原子核只有蚂蚁那么大。

因此,原子还是可以被压缩的,接下来抵抗引力的叫做电子简并压力。这种力是由量子理论中的泡利不相容原理导致的。泡利不相容原理告诉我们,电子在原子核外要排的很有序,每一层的数量都是固定值,不能随意添加。所以,从某种程度上说,这时候对抗引力的是电子要好好排队的决心,这种状态就会产生一种向外对抗引力的作用。

当然,引力其实更残暴,非但电子简并力没有顶住,电子还被压入了原子核内。这时候的天体就是我们所说的中子星,之所以这么叫,是因为电子进入原子核会和质子反应生成中子,只有极少量的电子会浮在中子星的表面。

所以,这个的原子就已经不复存在,被引力给摧毁了。而这个时候还没有称为黑洞。如果要成为一个黑洞,实际上引力还会继续向下压,去挤压原子核之间的距离,间接地去挤压原子核内质子和中子,如果引力足够大,那这个时候中子星就很有可能变成黑洞。因此,黑洞的形成其实是伴随着摧毁原子的过程进行的,甚至它还能摧毁了原子核。原子并不是被撕碎的,而且被压碎的


黑洞的形成过程就是用引力一步步“压碎”物质的过程,所以说原子是抵抗不了黑洞强大的引力的。

最早预测到黑洞存在的是德国的卡尔史瓦西,他通过计算获得了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解表明如果把巨量的物质堆积在一个地方,那么这些物质的巨大引力就会使自身一直坍缩,构成物质的原子和原子核还有中子和夸克都挡不住这种向内坍缩的巨大引力,所以它们都会被压碎,而夸克之后就在没有东西可以抵抗这种巨大的引力了,于是就产生了一个黑洞。

虽然卡尔史瓦西预测了黑洞的存在,但是最起名“黑洞”的是美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒,当时是为了解释大质量超巨星坍缩现象而发明出来的。

我们宇宙中的黑洞都是由大质量恒星演变而来的,我们的太阳是一个中等质量恒星,死亡后会以红巨星的形态燃烧几百万年,最后被自身引力变成一个每立方厘米重量达到十几吨的白矮星。

如果恒星的质量再比太阳大一点,那么死亡后的引力会把这个恒星的内核的原子压碎,变成一个中子和中子挤在一起的中子星,中子星的密度是每立方厘米一亿吨甚至十亿吨。


当恒星的质量超过三倍太阳质量后,死亡时就有可能变成一个黑洞,这是因为大质量恒星死亡后产生的引力连中子和夸克都能压碎,夸克之后已经没有物质可以抵抗这种引力了,所以就产生了连光都飞不出去的黑洞。

所以说黑洞是可以把原子给撕碎的,宇宙中没有物质可以抵抗黑洞。

谢邀,不会。

黑洞引力那么大,可以把原子撕碎吗?

我们所指的黑洞一般是恒星型黑洞,这是超大型恒星在超新星爆发的条件下能形成的黑洞!当然对恒星的质量会有一些要求,但我们知道,一旦天体形成黑洞将不再具有原有天体的一切特性,仅仅会保留质量、电荷与角动量这三个要素……

简单的理解就是,只要能形成黑洞,那么之前的天体是什么已经不重要了,或者之前的天体发展到哪个阶段是什么物质统统都无所谓(其实恒星在超新星爆发前夕状态都类似),一旦坍缩成黑洞,将不再具有原来物质的物理特性,只会继承坍缩前恒星核的质量与电荷以及角动量而已!

但恒星形成黑洞有比较严格的条件,只有在超新星爆发时内核质量超过3.2个太阳质量(奥本海默极限)时才有可能坍缩成黑洞,如果在3.2-1.4倍太阳质量之间,则是中子星,和1.44以下0.8个太阳质量以上,则是白矮星…..

也就是说恒星形成黑洞时,将连续突破电子简并压力与中子简并压力,甚至突破传说中的夸克进入黑洞的世界,也就是说,当天体的引力突破中子简并压力时,真正意义上完整的原子核就已经不再存在!

假如太阳坍缩成黑洞的话,它的史瓦西半径约为2.9千米,1000克质量的物体在其视界处与距离视界表面一米处的引力差大约为10^9牛顿,这个力量差也许可以让任何物质结构崩溃!

黑洞的超高温吸积盘以及它所爆发的X射线就是掉落黑洞物质的在背吞噬以前发出的最后呐喊!!

黑洞力气大,宇宙称一霸。万物归一点,俺想都害怕

答:理论上是可以的,别说黑洞,就是中子星也可以把物质的原子结构破坏。


黑洞是宇宙中引力最强的天体,大质量恒星在演化末期,经过超新星爆发后就有可能形成黑洞;现代天文学认为黑洞奇点是一个半径无限小,密度无穷大的点,其引力完全可以破坏原子结构。

宇宙中的极端天体排行——白矮星-中子星-夸克星-黑洞:

(1)在白矮星中,原子在万有引力作用下紧紧地挤到一起,密度高达每立方厘米0.1~10吨,由电子简并压力抵抗万有引力,使得原子不会继续塌缩;

(2)中子星,当白矮星的质量大于钱德拉塞卡极限(1.44倍太阳质量)时,原子结构将被彻底压碎,电子坠入原子核,与质子结合成中子,此时由中子简并压力抵抗着万有引力,白矮星塌缩成中子星,密度高达每立方厘米数亿吨;

(3)夸克星,理论预言中子星质量大于奥本海默极限(大约3倍太阳质量)时,中子结构也将被压碎,形成由夸克组成的天体;

(4)黑洞,如果夸克星的质量再大,将没有任何力量能阻挡万有引力的塌缩,天体瞬间塌缩成一个奇点,形成黑洞。

所以,以黑洞的引力,是可以把原子压碎的,至于压碎后的物质是什么,目前还没有理论能准确地进行描述,黑洞奇点是当前理论失效的地方。


好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!

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