黑洞是怎么形成的又是怎么消失的（黑洞是怎么形成的原因）

黑洞是如何形成的？怎么消失的？天文学家的回答令人惊讶。

为什么一些恒星终将演化成黑洞？

这是由恒星的引力和内部压力决定的。这两种力方向相反，恒星的引力作用在恒星的表面物质上，使物质有下陷的趋势。，恒星内部的压力在恒星表面产生向外的力，使物质有向外膨胀的趋势。当这两种力达到平衡(即强度相等)时，恒星体积保持目前的大小既不会坍缩，也不会膨胀。太阳和地球也是如此。

图解 低质量恒星（左循环）和高质量恒星（右循环）演化的循环，对应的例子以斜体字呈现。

，当恒星的核燃料耗尽，并通过恒星表面不断损失能量(以光能的形式)时，就无法通过核聚变来弥补损失的能量(因为不再有核燃料)，引力就会超过内部压力，导致恒星缓慢收缩或迅速坍缩。引力超过恒星内部压力的原因是内部压力是由炽热气体产生的，当恒星从地球表面辐射能量时，会带走气体的能量。

插图艺术家概念下诞生于高密度分子云中的恒星。

，恒星能否演化成黑洞。要看其他来源的压力(正常热气产生的压力除外)能否大到足以平衡向内的引力，使恒星的坍缩停止在某个很小的体积。除了热气产生的压力，还有其他形式的压力。把手按在桌子上会让你体验到另一种形式的压力。——感受一下桌子的挤压。其实可以支撑你的体重(重力)！这个压力让桌子支撑你的重量，这个压力来自于桌子中原子之间的作用力。

图解质子-质子链的回顾，做为恒星核合成的一部分，依据恒星的质量和内部结构，在核心内会发生各种不同的核聚变反应。原子在融合后的净质量会略小于融合前的原子质量总和，这些失去的质量，依照质能等价的关系E = mc^.，被转换成能量。

，原子中的电子会相互排斥(比如电子不会都在同一个原子“轨道”3354上运动，这就是所谓的“不相容原理”)。，假设我们有这样一组互斥的自由运动电子。这个 被压缩得越紧(它们的密闭体积越小)，它们对压迫的抵抗力就越强。这种压力反作用于你对电子的束缚。

当恒星被引力坍缩到地球大小时，“电子回避”的压力足以平衡恒星产生的引力与太阳的质量。，当太阳那么大的恒星坍缩到地球那么大时，可以阻止它演化成黑洞，内部的“电子回避压力”(称为“电子简并压力”)强大到足以支撑恒星。这个压力与恒星中包含的能量无关。即使恒星通过表面不断损失能量，这种压力也能支撑恒星。这就是为什么我们的太阳永远不会变成黑洞。

图解 电子简并压强是由泡利不相容原理产生的力，说明两个费米子不能占有相同的量子态，这种力量也是物质可以被压缩的极限。在恒星物理中，这是一个很重要的物理量，因为它造就白矮星的存在。

而质量是太阳3到5倍的恒星引力更强，电子简并压力不足以阻止其坍缩。事实证明，中子也遵循不相容原理，它们无法阻止大质量恒星坍缩。根据现有的推测，任何超过太阳质量3到5倍的物体都无法停止坍缩，都会演化成黑洞。

在非常遥远的未来，黑洞可能会泄漏并散开。这事会发生吗？如果会，又如何发生？

你可能知道，掉进黑洞的任何东西都无法逃脱。，时间长了，物质的粒子就会从黑洞里“漏”出来。所以，即使宇宙中的所有物体最终都被吸进黑洞，时间久了，这些黑洞也会逐渐失去自己的物质，物质也会在宇宙中弥散开来(作为一种粒子气体)。

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图解位于M87中心的超大质量黑洞，推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上之一张直接对黑洞观测的天文影像，由事件视界望远镜所拍摄，发表于2019年4月10日。

黑洞失去质量的过程称作“霍金辐射”，霍金是之一个计算出这过程如何发生的。要描述它发生的过程极为复杂。解释 之一是使用“虚拟粒子”的概念。在任何时候，随处都有粒子-反粒子产生和湮灭，甚至在黑洞的事件视界（“表面”）附近也不例外。这些粒子对存在时间极短，短到我们无法准确地测量它们的质量，甚至无法知道它们的存在（由粒子对引起的其他现象可知晓它们的存在）。，对于黑洞周围的粒子对来说，其中一个粒子可能会被吸入黑洞，留下另一个孤单的粒子。通常情况下，此时留下的这个粒子就不会因已经消失的粒子而迅速湮灭。

图解大麦哲伦云面前的黑洞（中心）的模拟视图。请注意引力透镜效应，从而产生两个放大，以星云更高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部，扭曲成一个弧形。

所以，留下的这个孤单粒子不再是“虚拟的”，而是“真实的”粒子，正如我们体内任何一个粒子一样。由于这个粒子现在是真实的，它便包含一定的质量，这质量是由黑洞的能量（通过黑洞引力）提供的真实粒子能存在是因为从黑洞中获取了质量。由此，以黑洞外形成新粒子的形式，黑洞损失了质量。黑洞失去质量的过程非常缓慢（至少对于恒星演化成的大质量黑洞来说是这样），所以典型黑洞最终消失所需的时间非常长。（对于质量相当于太阳质量的黑洞来说，整个过程将持续〖10〗^66年）。

相关天文知识

恒星演化是恒星随着时间的推移而变化的过程。根据恒星的质量，它的寿命可以从质量更大恒星的几百万年到质量最小恒星的万亿年，这是比宇宙年龄还要长许多的时间。这张表格显示恒星寿命与其质量的关联性。 所有的恒星都诞生于气体和尘埃云，也就是通常所说的星云或分子云。在数百万年的时间里，这些原恒星达到稳定的状态，成为所谓的主序带中的恒星。

图解艺术家描述的类太阳恒星的生命周期。从左下角的主序星开始，然后膨胀经过次巨星和巨星的阶段，直到在右上角将外层抛离，形成行星状星云。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. phys-孟冬

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黑洞是怎么产生又是怎么被发现的 黑洞形成原因是不是因为质量过大