有沒有可能出現半徑爲一光年的星球?

Shirleylovejoker


我與其他人的觀點恰恰相反。我個人認為如果大家不否認黑洞也是星球的一類的話,宇宙中有可能存在半徑為一光年的星球。


我這麼說並不是空穴來風,而是有一定的理論依據。在我們絕大部分人的映像中,黑洞都是那種密度和質量都奇大的天體,所有的東西只要靠近黑洞都會被毫不留情地吸進去,連光都不能逃脫。但其實這句話中有一個錯誤,那就是並不是所有的黑洞的密度都是特別特別的大,某些黑洞的密度可能小的超乎你的想象。

黑洞之所以“黑”,是因為在其附近某個範圍內,其逃逸速度大於光速,也就是說一旦到了這個範圍,光都不能逃脫。假設這種天體完全靜止且不吸收外界的物質,那麼這種天體的半徑就被稱為史瓦西半徑。當然了這是一種十分理想的情況,實際上可能很難出現,但即便實際情況也和理想情況差不了多少。通過對史瓦西半徑的公式進行簡單的分析,你就會發現黑洞的密度真的可以那麼小。

史瓦西半徑的計算公式是半徑=2GM/c²,其中G是引力常量,是一個常數,M為天體質量,c為光速。根據這個公式可以看出:一個黑洞,如果其質量增加了一倍,那麼其半徑也就增加了一倍,質量與半徑的增加是成正比的。

但是大家要注意一點,黑洞本質上仍然是一種天體,也就是一個球形。而球的體積公式是體積=(4/3)*π*r的三次方。注意是半徑的三次方,也就是說半徑增加一倍,體積會增加八倍。簡單算一下就可以知道,黑洞的質量增加一倍,其密度就要降到原來的四分之一。而宇宙中的黑洞絕不僅僅只有恆星質量級,星系中心的黑洞都是星系質量級,動輒百萬倍太陽質量,宇宙中星系無數,更大的黑洞是肯定存在的。質量增加了這麼多其密度又降了多少呢?

因此,如果把黑洞看作一種天體的話,按照這種說法,宇宙中有可能存在半徑為一光年的黑洞。當然在這個黑洞的內部究竟是均勻分散的物質還是一個密度無限大、體積無限小的奇點這個不敢妄言,但黑洞一般都以其史瓦西半徑作為邊界,因此,個人認為宇宙中有可能出現半徑為一光年的星球。


張家小智兒


理論上,宇宙中不會出現半徑達到1光年的星球。而且在現實中,也沒有發現這麼大的星球。

相比起宇宙中已知各種星球的尺度,一光年是一個很大的尺度,長達9.46萬億公里。對於一個半徑為一光年的星球,它可以裝下3億億億(3×10^24)個地球,或者25萬億億個太陽,或者5000億個盾牌座UY(已知體積最大的恆星)。如果宇宙中存在這麼大的星球,它們應該會產生很強的引力效應或者電磁波,我們應該很容易探測到它們的存在。然而,我們至今都沒有找到過如此巨大的星球。

宇宙中的天體最初都是從密度很低的星雲中通過引力聚集而來,恆星、行星、小行星皆是如此。不同類型天體會表現出不同的性質,其根本原因在於它們的質量具有差異。恆星是質量較大的一類天體,它們的核聚變反應產生的輻射壓會阻止恆星進一步變大。如果恆星可以一下子聚集非常多的質量,其結果將會坍縮成黑洞,而不是演變為更大的恆星。目前在宇宙中發現最大的黑洞是TON 618,但這個超大質量黑洞的視界半徑也只有0.02光年,與1光年還差得遠。


火星一號


施鬱(復旦大學物理學系教授)

目前還沒有,將來也很難出現。按目前的理論上限,不能出現。

星球大了以後,自身的引力就很大,就會發生引力塌縮。引力塌縮的最後歸宿是黑洞。

如果將黑洞算為星球,那麼目前最大的“星球”是超大質量黑洞。它們住在星系的中心,大多數星系的中心都有超大質量黑洞。銀河系的中心的黑洞的質量是幾百萬太陽質量,半徑小於17光時。2015年,天文學家曾聲稱發現質量120億太陽質量的超大質量黑洞(J0100+2802),形成於宇宙約10億歲的時候。

黑洞外面有吸積盤,由氣體和塵埃組成,有熱輻射,所以吸積盤是發光的。類星體可能就包含超大質量黑洞,併發出宇宙中最強烈的光。

吸積盤也限制了超大質量黑洞的生長。當有氣體和塵埃靠近黑洞時,就會阻礙其他氣體和塵埃進入黑洞。而且熱輻射也會阻礙物質落入黑洞。

有觀點認為,極超大質量黑洞(是通常的超大質量黑洞的10倍)的理論上限是大概500億太陽質量左右。超過100億太陽質量時,就會發生生長減慢,以至於不穩定的吸積盤形成繞著黑洞的星。

目前已知最大的黑洞是660億太陽質量,以及略超過上面說的理論上限。因為黑洞半徑正比於質量平方,可以算出其半徑也就2千億公里,仍然小於1光年(大概是10萬億公里)。


物理文化與施鬱世界線


半徑為一光年的星球現在沒有,今後也不可能出現;半徑一光年的單個天體現在也沒有,今後有可能出現。

光年是光在真空中的運行1年的直線距離,每秒30萬公里,一光年約為9.46萬億公里。

現在最大的星球,論質量是R136a1,相當於265倍的太陽質量,半徑約太陽的30倍,即約2100萬公里.

體積最大的星球是盾牌座UY,直徑為23.76億公里,質量只有太陽的約30倍,是個虛胖子。這個巨大的星球實體,如果在一張圖上,如果把它與我們的太陽老大相比,太陽是看不見的,連一個像素也沒有。

但它們的直徑比一光年還是小多了,體積最大的盾牌座UY半徑也只是一光年的約8000分之一。

這個宇宙最大的星球只有恆星,科學界對恆星的大小有一個測算,低於或者高於某個極限,都不能保持恆星的穩定和性質。

這個極限是以質量為依據的。恆星的質量下限是0.7倍太陽質量,低於這個臨界質量,天體中心引力壓力就不能達到核聚變條件要求,就形不成恆星;恆星質量的上限,現在科學界定為太陽質量的300倍,這是基於“愛丁頓極限”理論限制。

“愛丁頓極限”理論認為,恆星質量如果大於臨界質量,向內的引力與核聚變反應向外的輻射張力就不能平衡,恆星就會處於不斷的膨脹和收縮中,每一次膨脹,恆星都會失去部分質量,這樣的恆星就無法穩定,也無法抓住外圍的物質。

開始科學界把恆星的質量上限定為110個太陽質量,後來定為140個太陽質量。隨著不斷的發現大的恆星,這個上限就不斷的提升,發現R136a1後,這個質量上限提高到300個太陽質量。

其實像R136a1這樣的恆星壽命很短,只有300萬年左右,而且還在不斷的損失質量,過去100萬年已經損失了50個太陽質量,目前還在不斷的損失中。這也一定程度的證明了“愛丁頓極限”理論所言非虛。


因此說星球是不可能出現一光年半徑的,但天體就另當別論了。

目前宇宙中最大的星體就是類星體。類星體是指類似恆星的天體,一般類星體中心就是一個黑洞。

黑洞不是星球,沒有誰把黑洞稱為星球,但黑洞是一個天體,而且迄今為止,科學界沒有給出黑洞的質量上限,這就是時空通訊認為有可能產生半徑一光年黑洞的原因。

黑洞的半徑一般以史瓦西半徑為依據,史瓦西半徑實際上就是黑洞的引力半徑。迄今為止,人類尚沒有發現有一光年半徑的黑洞。

銀河系中心就是一個黑洞,約有400萬顆太陽質量,半徑才1200萬公里。目前發現最大的一個類星體S5 0014+81,其中心黑洞的質量為太陽的400億倍,直徑為2367億公里,半徑只有1183.5億公里,只是一光年的約80分之一,距離一光年半徑還遠著呢。

有人認為這個黑洞的吸積盤很大,加起來可能有一光年半徑。這種說法是不可採信的,吸積盤已經在這個黑洞的引力範圍之外,只不過是一種吸積現象而已,大小完全沒有定數。

黑洞實體只是一個無限小的沒有體積的奇點,算上其引力半徑己經是揩油了。


如果恆星算上引力半徑,就會遠遠大於一光年,咱太陽老大的引力半徑就超過一光年,能說太陽半徑一光年嗎?

我們一般大小的概念是以觀察到的視界為度,所以黑洞史瓦西半徑就佔了便宜而已。

綜上所述,在我們已知宇宙目前沒有半徑一光年的星球,也不可能出現半徑一光年的星球;目前也沒有出現半徑一光年的單個天體,今後能不能出現尚未可知,時空通訊只是認為有可能。就是這樣。

時空通訊觀點,歡迎點評討論。


時空通訊


當然有可能,不過不是現在,應該在未來會出現,這種星球就是——黑洞。

黑洞本是曲率密度無限大的一個奇點,但因其存在事件視界,因而一般都把它的視界半徑作為其大小。黑洞視界會隨著它吞噬物質越多變得越來越大,理論上沒有上限,因此完全由可能出現超過半徑1光年的黑洞。不過現在科學家們發現的最大黑洞是星系S5 0014+81中心的黑洞,質量為太陽的400億倍,視界半徑達1183.5億公里,800個天文單位(地球到太陽的距離),0.013光年。

這個半徑遠遠小於題主需要的半徑1光年的黑洞,根據史瓦西半徑公式:

我算了一下,黑洞的半徑要達到1光年,其質量必須達到32000億倍太陽質量,比我們目前發現的最大黑洞還要大80倍。

為什麼宇宙中沒有發現更大質量的黑洞呢?除了我們觀測上的原因,以及宇宙的廣袤無邊之外,可能還和宇宙年齡不夠大有關。一般認為,超大質量黑洞主要通過緩慢吸積周圍物質、星雲萎縮沒有形成超新星的情況下直接坍縮、或者正在坍縮的高密度星團在爆炸瞬間從外部

直接壓縮等方式形成,現在還發現黑洞互相合並也會形成更大質量的黑洞,所以隨著宇宙年齡越來越大,未來是有可能出現半徑超過1光年的黑洞的。


徐德文O戴維科學


太陽的半徑約為70萬公里,但是我們所在的太陽系的半徑就大了,如果將奧爾特雲也在包括在內的話,那我們的太陽系的半徑就可以達到一光年,其最遠可以延伸到距離比鄰星的1/4處,而比鄰星距離我們約4.22光年。



不過,我們雖然能將奧爾特雲看作太陽系的外殼,卻不能把它看作星球這樣的天體,奧爾特雲中的物質是非常稀疏的,天文學家們認為那裡只有100個地球左右的質量,所以實際上那裡的物質是極其稀疏的。


太陽是一顆恆星,雖然其直徑有140萬公里,比我們的地球大了130萬倍,但是太陽的體積在恆星中卻算不上多大?已知體積最大的恆星盾牌座uy的直徑是太陽的1700多倍,體積是太陽的45億倍。

如果把盾牌座uy放到太陽系中太陽的位置上,它將可以佔有木星的軌道,但是還無法到達土星的軌道,它的直徑為23億公里多,半徑還不到12億公里,距離一光年就差遠了,一光年的距離約為9.46萬億公里呢,連它的零頭都不到。



不過宇宙中質量最大的星體是黑洞,如果將黑洞的視界體積也當作黑洞星球體積的話,那麼有些大質量黑洞的體積將會遠遠超過恆星這樣的星體,比如已知最大的黑洞TON618,其直徑達到了3840億公里,已經相當於一光年距離的4%,其半徑也相當於一光年的2%了,但是很顯然,它距離成為一光年這樣大的星球還差得遠,目前為止,宇宙中還沒有發現比Ton618更大的黑洞,更沒有比它更大的單一星球狀天體。


科普大世界


應該還是有的,…………………………………


真的是超乎你的想象,它就是犬牛座VY




大犬座VY大約是太陽直徑的2000倍,(太陽直徑1392000公里)而光速需要通過大犬座VY這麼大的直徑需要91800秒,而一年是60*60*24*365=86400*365秒,所以說將近300個這麼大的大犬座並排直徑才是一光年。

而目前有一個尚不明確的星球R136a1它是一顆藍特超巨星,距太陽16.5萬光年,亮度是太陽的1000萬倍,直徑越為太陽的3000倍。如此大的已經超乎人們的想象了。

所以世界之大,無奇不有,應該還是有的。




清新大叔


答:理論上是不存在的,實際當中也遠遠沒有這麼大的單體星球。


一光年,既是光傳播一年的距離,大約9.46萬億公里,是地球周長的2.4億倍,是太陽半徑的 1350萬倍,是日地距離的6.3萬倍。



圍繞太陽系的奧爾特雲,最大半徑大概就是一光年。在天文學中,不存在半徑達一光年的單一天體。


目前,人類發現體積最大的單一天體,是盾牌座UY恆星。



盾牌座UY的半徑是太陽的2000倍,可以裝下9000萬億個地球,光繞盾牌座UY一週要 9個小時,如果把盾牌座UY放到太陽位置,它的表面將達到土星軌道處。

雖然盾牌座UY非常巨大,但是半徑和一光年相比,還差了近7000倍呢!


之所以宇宙中不存在半徑一光年的單一天體,是因為天體的質量大到一定程度後,其萬有引力將佔據主導地位,天體最終塌縮成黑洞,而黑洞只有事件半徑的概念,黑洞奇點是無窮小的。



所以,我們聽過質量是太陽幾百萬倍,幾億倍,甚至幾百億倍的黑洞;但是卻沒有聽過半徑是太陽幾千萬倍的單一星球,因為這樣的星球是不存在的。


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艾伯史密斯


半徑一光年直徑就是兩光年了,這種巨大的星球是不可能存在於我們這個宇宙中的


目前人類發現的體積最大的天體是盾牌座UY,雖然恆星的個子天生就大,但是盾牌座UY的直徑是太陽的1709倍,可以容納45億個太陽或者2億億個地球。(不用在上面的圖裡找我們的太陽,最左邊的藍色小點點都要比我們的太陽大許多倍,事實上太陽在這張圖裡比一個像素點還要小

盾牌座UY的直徑是2376828000公里,半徑是1188414000公里,一光年9460730472580.8公里。我也不列數字了,反正盾牌座UY半徑是遠遠不到一光年的。

宇宙中星球的大小是有一個極限的,並不是無限增大

恆星的體積極限被稱為愛丁頓極限,原本愛丁頓極限是指恆星的大小不可能超過太陽大小的150倍,一旦超過了就會難以維持穩定形態,但是後來發現的許多恆星都超過了愛丁頓極限,現在的愛丁頓是太陽的300倍。

如果一個恆星的大小一直增長,那麼在達到1光年之前它就會坍塌成黑洞。

雖然宇宙中沒有半徑為一光年的星球但是卻存在直徑為幾十光年的天體,最直接的例子就是宇宙中的星雲,下圖中超新星爆發後產生的蟹狀星雲直徑已經超過了12光年,並且還在繼續膨脹。


上圖是氣泡星雲,它的大小也是幾光年只巨,所以說宇宙中稀薄的星雲反而可以擴散的更大更遠


宇宙探索未解之迷


什麼叫光年?光年是個長度單位,是光在真空中走一年的距離,光的速度大約為30萬千米/秒,1光年≈9.46X10^12千米=9.46萬億公里。假如這個星球存在,半徑為一光年,直徑就是2光年,將近19萬億公里。為了直觀,咱們作個比較,地球的廣大我們都知道,地球直徑大約13000公里,太陽直徑是地球的109倍,為139萬公里,而目前已知體積最大的恆星是大犬座的VY,直徑是太陽的1800――2100倍,約28億公里 。


這麼大的體積的恆星,其直徑也只佔這個2光年星球的1/6800。差了不少。當然據說現在最大的恆星是位於麥哲倫星系的蜘蛛星雲的中心地帶的藍特超巨星R136a1。直徑有說為太陽的3200倍,但不確定。但這比直徑2光年的星體仍然差了不少。


為了能找到這類星體,咱們先確定星體的種類,排除一些不可能的。首先,行星衛星是不可能的,因為如果體積大,相應的質量也大,但過大的質量就變為恆星了,所以只能先從恆星裡找,因為恆星不管是質量還是體積都大於行星,還有人說黑洞,這是種誤解,黑洞是一個極端天體,質量是夠大的,但它體積卻很小,甚至就是一個“點”,平常所說的黑洞大小指的是視界半徑,所以嚴格說來,黑洞不算星體。

根據天體平衡原理,科學家觀察和計算單個天體質量的上限應為150個太陽質量,如果大於這個限度,這個天體會因自身引力過於強大,不能保持穩定,會出現膨脹――收縮的脈動,每一次脈動,都會讓天體損失一部分質量,直到質量達到150倍太陽質量,這個天體才能穩定存在,目前已經發現幾個180倍太陽質量的天體,但都在脈動。所以150倍太陽質量應該是天體質量的上限了。因此天體的體積可能也會存在上限,當然這決定於天體的密度、狀態和引力的特徵,首先引力雖然是長程力,理論上引力能束縛住物質的範圍是無限的,但實際上目前發現最大體積的天體就是上面說的大犬座的VY,它的半徑相當於土星的軌道半徑。體積再大,引力就束縛不住物質了。當然這是以大犬座VY天體的密度和質量來衡量的(VY天體質量大概是17一25倍太陽質量,平均密度為5――30毫克/米³),如果把VY天體質量算作20倍太陽質量,密度算作20毫克/米³,我們假定有一個天體質量為150――180個太陽質量上限,是VY天體的9倍,密度和VY天體一樣為20毫克/米³,根據g=GM/r²(其中g為天體表面的引力加速度,G為引力常數,M為天體質量r為天體半徑),天體質量變為9倍,g要想保持不變,半徑必須變為3倍,天體直徑變為28X3=84億公里,仍然只能是直徑2光年天體的1/2200,這個天體的密度20毫克/米³,比地球空氣的密度1290000毫克/米³小多了,肯定已經是個氣態超巨星,所以從常規意義上說,這是常規概念單個天體最大的體積了,是不可能達到半徑為1光年的。

實際上天文界對星體的體積的確定有很大的爭議,比如大犬座的VY:

絕大多數人認為它是一個巨大明亮的紅超巨星,但有人認為它只是一顆普通的紅巨星,直徑只是太陽的600倍,因為它的密度隨深度發生變化,核心因為進行核融合所以密度極高,而表面的密度少於地球海平面氣體密度的千分之一。甚至比地球高層大氣的密度還要低。但按照第一種紅超巨星的觀點,質量和體積之比得出的密度是符合氣態恆星的標準,這代表在技術上確定星體半徑的兩難狀況。

如果把絕大多數類似紅超巨星定義半徑的觀點稱為廣義半徑,也把星體的概念推廣到不止恆星、行星,那麼宇宙間還真有一億光年半徑的星體。

例如蟹狀星雲這樣的“超新星遺蹟”就有一個極高密度的“核心”(中子星)和周圍廣達11光年的“大氣層”,它的半徑足有22光年。遠遠超出題主所出的半徑大小(實際上,大犬座ⅤY恆星最後很可能演化為黑洞,來一次超新星爆發,其“超新星遺蹟”可能就會超過2光年直徑星體)。


再比如太陽,太陽半徑的界定從未將日冕算進去,而問題是日冕的溫度和密度都比大犬座的ⅤY恆星要高,厚度幾百萬公里,這要從廣義上來定義太陽直徑足有近一千萬公里了。但天文界至今尚未建立一個恆星噴發層是否屬於恆星半徑範圍的分界線。所以題主所說的半徑為一光年的星體有沒有可能出現完全在於概念的界定。

另外如果原始星雲也算星體的話,那麼在恆星系形成初期星雲直徑都不小,原太陽星雲就有1萬億――3萬億公里,以此推算,只要形成約恆星質量是10個以上太陽質量的星雲的直徑都能很輕鬆地達到2光年。


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