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“黑洞”，不管是在愛因斯坦的廣義相對論還是在天體物理學中都是非常重要的，聽起來讓人感覺非常的神秘和深奧。那么，“黑洞到底是怎么來的呢？”讓我們一起，從恒星的演化角度、逐步揭開“黑洞”形成的神秘面紗。  黑洞 ?一、引力的作用我們知道，自然界中存在著四種基本相互作用力，按照相對強度的大小順序可以排列為：強力＞電磁力＞弱力＞引力，其中：電磁力和引力的作用范圍（力程）無窮大的，主要體現在宏觀現象中；而強力和弱力的力程極短，都小于10^-15m，這種尺度，主要在微觀領域中起作用。 知道了自然界中存在的四種基本相互作用力，我們再來看看引力的作用！
將宇宙中的萬物聚在一起靠的就是引力，有同學可能會問了：“電磁相互作用的力程也是無窮大的呀！為什么不是電磁力呢？ 原因很簡單：電磁相互作用，既有吸引又排斥，不滿足所有天體之間都是相互吸引的特點；況且天體的正負電荷數基本都是相同的，所以天體帶電量很小，而相距又很遠，根據庫侖定律，他們之間的電磁力非常微弱，不足以支配天體運動。 你別看引力是最弱的力，但是它只能相互吸引，這就會導致引力可以積少成多、團結起來變強，這也就是為什么最弱的力卻能支配著巨大的天體運動的原因。據說地球與太陽之間的引力比拉斷與地球直徑相同的鋼絲所需的力還要大，這種累積的效果可見一斑。
由于本文的主要內容是描述恒星演化過程與黑洞的形成，我就主要以恒星為例，跟大家介紹一下引力如何促使天體的形成！  太陽 宇宙空間中存在的氣體云，由于引力的作用相互吸引,導致局部氣體密度越來越大，從而引來更多的氣體，逐漸形成一個球狀的氣體團。 整個氣體團在自身引力的作用下急劇收縮，內部氣體氣壓越來越大、溫度也越來越高。也就是說，會由內而外形成一個溫度和氣壓梯度：越往外，溫度越低，氣壓越低。這個由內而外的壓力差可以抵抗引力，導致氣體收縮停止。 但這也只是暫時的，因為這個氣體團由于向外輻射能量會導致其溫度降低，這時壓力差又不足以抵抗引力，氣體團又會收縮。那么，這個收縮到什么時候能停止呢？ 當氣體團中心（星核）溫度達到足以引發氫氣的熱核反應的程度時，氫原子核會經核聚變而形成氦核、同時釋放大量的能量，以保證氣體團在向周圍低溫區域輻射能量之后，還能維持氣體球內外部的壓力差足以抗衡引力，此時，穩定的恒星也隨之形成！ 二、紅巨星的誕生 紅巨星 既然恒星需要通過核聚變來對抗引力，那么很明顯，氫總會有用完的那一天，據估計，我們的太陽中的氫原料還可以使太陽維持聚變50億年，所以說，我們目前是相對安全的。那么50億年之后呢？ 太陽中心的氫基本上都聚變成為氦，此時太陽中心的溫度還不足以使氦發生聚變，沒有了能量補給的恒星，會因為向外輻射能量而使溫度降低。 輻射導致壓力差又不足以抵抗引力，從而繼續收縮，這一收縮就會導致中心溫度又升高了，這時外層剩余的氫氣會發生聚變反應，猛烈的聚變會使外層物質突破引力約束，快速膨脹并冷卻，表面的溫度變得低成為紅色，因此叫做“紅巨星”。 三、白矮星的形成 白矮星 隨著紅巨星中心的收縮和變熱，就可以可以引發氦核的聚變，形成碳和氧，變成一個碳氧中心球，這個碳氧中心球是否因引力收縮而進一步聚變呢？ 不會的，首先，我們要明白，當溫度達到一定程度時，碳氧中心球它是氣體電離狀態。當這些電離氣體被擠壓得太緊密時，就會有向外擴張的趨勢，我們把這個趨勢稱為電子簡并壓。 如果你想詳細了解什么是電子簡并壓，可在今日頭條搜索“電子簡并壓”，將會為您檢索到全面而且詳細的資料。  今日頭條搜索結果 如果恒星中心球的質量小于太陽質量的1.4倍，其收縮引力就會被電子簡并壓平衡，成為一顆體積收縮的很小，溫度很高的星，我們把它叫做“白矮星”。 那如果這個恒星中心球的質量大于太陽質量的1.4倍呢？ 四、中子星的形成 中子星 如果恒星中心球的質量大于太陽質量的1.4倍，電子簡并壓也就不足以平衡收縮引力，從而導致恒星中心球繼續收縮，這時的溫度就可以達到足以使碳聚變的程度，碳聚變釋放的高溫高壓足以抗衡收縮引力，使恒星再次達到平衡狀態。 但是由于碳聚變時溫度過高，聚變反應會使碳很快消耗殆盡，這時又將進行下一次引力收縮。 由于碳的聚變產物是鐵，這里的鐵可不是我們日常生活中看到的大鐵塊，而是充分電離的氣態鐵，而鐵原子核是目前發現最穩定的原子核，所以就不會發生聚變反應，也就是說，等中心球聚變成鐵之后，就預示著燃料也用光了，此時聚變將會停止。此時的恒星已經走到了風燭殘年！ 沒有了聚變提供能量，電子簡并壓又不足以抗衡引力，中心球就會迅速坍縮，導致溫度猛增，此時鐵原子將會被打碎成中子和質子，然后質子和電子結合形成中子，這時中子將充滿整個中心球。而中子也有簡并壓，叫做中子簡并壓，從而平衡引力，維持恒星的穩態狀態，所以叫“中子星”，它也是恒星的尸體。 在中子星形成時，還會出現一次回光返照的現象，我們把它叫做“超新星爆發”。由于中子星的中心球引力巨大，會吸引其非中子化的外層向中心球高速靠近，在遇到中子簡并壓支撐的區域時，又會被巨大的壓強反彈，形成沖擊波，向四面八方爆炸出去這就是“超新星爆發”。  五、奇點、視界和黑洞我們說如果聚變晚期恒星中心球的質量小于太陽質量的1.4倍會變成白矮星、大于太陽質量的1.4倍會變成中子星，那如果它的質量比太陽質量的1.4倍大的多呢？ 這個收縮引力將是任何力量也無法抗衡的，中心球會不斷地收縮、變小，最終變成一個質量與密度無限大、體積無限小的點，這個點被稱為“奇點”。  由于奇點的質量很大，經過它周圍的區域任何粒子都無法逃出它的引力拉扯，最終被拉向奇點。這個周圍的區域就是我們常說的黑洞，而這個區域的邊界就是視界！ 這就是恒星的產生和演化過程以及黑洞的行成，可以說，引力在其中起到了決定性的作用，沒有引力的拉扯，恒星以及我們生活的行星一定會爆炸或者分解，我們人類的燦爛文明也將不復存在。 |
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