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恒星的质量比黑洞大,为什么不会坍塌?

2019-11-01来源:科技日报

恒星的质量有大有小,黑洞是大质量的代名词。但是黑洞是由大质量恒星演化的,在大质量恒星的生命结束时,就发生超新星爆炸,一部分物质被抛出,中心部分坍塌成黑洞。恒星变成黑洞,质量是减少的,比黑洞质量更大的恒星为什么没有坍塌?

恒星的质量比黑洞大,为什么不会坍塌?

天体的坍塌是由引力推动的,引力和质量成正比,和距离成反比。同样的质量,天体密度越大,体积越小,内部承受的引力就越大。大质量恒星不坍塌的条件就是体积足够大,使恒星内部因为万有引力产生的压力小于坍塌压力。

恒星的质量比黑洞大,为什么不会坍塌?

恒星维持自身体积只有一个方法,那就是温度。恒星上的物质状态是等离子态,性质和地球上的气态物质接近。等离子态的温度越高,体积越大,一样有热胀冷缩。或者说,体积不变,等离子的温度越高,压力就越大,能平衡更大万有引力。

恒星的质量比黑洞大,为什么不会坍塌?

恒星依靠聚变反应提供能量,内部的高温由这些能量维持。太阳在氢聚变阶段,等到氢燃料用完,就会过渡到氦聚变。氦聚变能提供更多的能量,太阳的内部温度会更高,体积也急剧膨胀,变成一颗红巨星。在太阳生命结束的时候,它的温度会降低,坍塌成白矮星并抛洒一部分物质。太阳质量太小,比太阳质量更大的恒星,才可以坍塌成中子星和黑洞。

恒星的质量比黑洞大,为什么不会坍塌?

恒星是否坍塌,关键在于万有引力产生的压强,能不能被内部高温产生的压力平衡。恒星的历史,也是一部不断燃烧自己,和命运抗争的励志史,能量耗尽,就是坍塌崩溃的开始。

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