小于太阳质量1.44倍的恒星会坍缩到电子简并压力和引力平衡的状态 。这是一颗白矮星 。大于1.44,小于3倍太阳质量的恒星会坍缩成更小的体积,直到中子简并压力可以与引力抗衡 。大于三个太阳质量的恒星将没有任何东西可以阻止引力,直到恒星坍缩成无限体积和无限密度的黑洞 。
“重力”是超级无敌的存在吗?为什么“重力”会引起恒星坍塌,直至成为黑洞?
重力是四种基本作用力之一,在这四种力之中,重力在强度上其实并不突出 。大自然中的四种基本作用力包括有重力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力,其相对强度和作用范围如下图所示,其中可以看到,重力其实是四种基本作用力之中相对强度最低的 。但是,虽然重力作用很微弱,却架不住这种力的作用范围是无限远,因为重力作用的范围是无限远的,所以理论上哪怕是一颗原子,其产生的引力场也会吸引远在天边的另一颗原子 。
简单说,宇宙间的所有物质之间都在互相产生着引力作用,无论之间相隔多远,有人看到电荷的作用范围和相对强度之后会问,电荷之间产生的电荷作用力远比引力要大,而且作用范围也是无限远的,为什么电磁力在宇宙中没有像引力那样明显呢?答案就是电荷虽然在宇宙中是广泛存在的,但是同时存在正负两种电荷,而且在绝大部分时候一个物体内部的电荷是互相相等的,这就意味着绝大部分物体都是“电中性”的 。
而宇宙中绝大部分物质是正物质,只有极少量的反物质,所以只要物质足够多,那么引力就会足够大,并不会发生正反物质产生的引力作用互相抵消的情况,而宇宙中什么东西最多?答案当然就是“物质”了 。不用说黑洞这样的无底洞,就是一些恒星也具有令人叹为观止的质量,简单说,只要足够多的物质聚集在一起,那么可以产生任意大的引力作用,虽然电磁力、强弱力的相对强度都很高,但是架不住引力“人多力量大” 。
为什么重力的作用,就能让恒星达到坍塌成矮星中子星和黑洞?
因为恒星的特性不允许“铁芯球”的结局发生,恒星质量都很大,所以自身引力大 。而内部高温高压,又持续进行着核聚变反应,像太阳一样正在“燃烧的”恒星叫做主序星,其内部核聚变反应每时每刻都在发生 。核聚变产生的能量与万有引力抗衡着,这个过程逐步生成重元素,这个过程就会形成铁元素 。直至轻元素快耗尽的时间核聚变的能量无法支撑整个恒星的万有引力开始塌陷,
外围物质被抛出 。然后就是不一样的第二阶段了,小于1.44倍太阳质量的恒星会坍塌到电子简并压力与万有引力达到平衡的状态,这就是白矮星 。而大于1.44又小于3倍太阳质量的恒星则会塌陷为更小体积,直到中子简并压力与万有引力抗衡的程度,因为质量更大,万有引力将电子全部压到质子中去了,成为中子星 。而大于三个太阳质量的恒星就再没有什么能阻挡万有引力了,直至恒星塌陷为体积无限小密度无限大的黑洞,
万有引力实质是怎么产生?为何大质量恒星会重力坍塌压缩而不是因斥力而爆炸?
引力的本源引力的本源是什么?现在是世界性难题 。爱因斯坦给的出答案是:时空弯曲产生引力,在上面的一章中我就说过物质和空间是一体的东西 。发到头条号,有网友批评说这是两个风马牛不相及的东西,怎么是一体的,我有必要就此在增加论证 。抛开我在第十八章的论证,大家肯定都知道爱氏的质能定理:E=mc2,该公式表明物体相对于一个参照系静止时仍然有能量,这是违反牛顿系统的,因为在牛顿系统中,静止物体是没有能量的 。
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