有没有可能出现半径为一光年的星球?

Shirleylovejoker


我与其他人的观点恰恰相反。我个人认为如果大家不否认黑洞也是星球的一类的话,宇宙中有可能存在半径为一光年的星球。


我这么说并不是空穴来风,而是有一定的理论依据。在我们绝大部分人的映像中,黑洞都是那种密度和质量都奇大的天体,所有的东西只要靠近黑洞都会被毫不留情地吸进去,连光都不能逃脱。但其实这句话中有一个错误,那就是并不是所有的黑洞的密度都是特别特别的大,某些黑洞的密度可能小的超乎你的想象。

黑洞之所以“黑”,是因为在其附近某个范围内,其逃逸速度大于光速,也就是说一旦到了这个范围,光都不能逃脱。假设这种天体完全静止且不吸收外界的物质,那么这种天体的半径就被称为史瓦西半径。当然了这是一种十分理想的情况,实际上可能很难出现,但即便实际情况也和理想情况差不了多少。通过对史瓦西半径的公式进行简单的分析,你就会发现黑洞的密度真的可以那么小。

史瓦西半径的计算公式是半径=2GM/c²,其中G是引力常量,是一个常数,M为天体质量,c为光速。根据这个公式可以看出:一个黑洞,如果其质量增加了一倍,那么其半径也就增加了一倍,质量与半径的增加是成正比的。

但是大家要注意一点,黑洞本质上仍然是一种天体,也就是一个球形。而球的体积公式是体积=(4/3)*π*r的三次方。注意是半径的三次方,也就是说半径增加一倍,体积会增加八倍。简单算一下就可以知道,黑洞的质量增加一倍,其密度就要降到原来的四分之一。而宇宙中的黑洞绝不仅仅只有恒星质量级,星系中心的黑洞都是星系质量级,动辄百万倍太阳质量,宇宙中星系无数,更大的黑洞是肯定存在的。质量增加了这么多其密度又降了多少呢?

因此,如果把黑洞看作一种天体的话,按照这种说法,宇宙中有可能存在半径为一光年的黑洞。当然在这个黑洞的内部究竟是均匀分散的物质还是一个密度无限大、体积无限小的奇点这个不敢妄言,但黑洞一般都以其史瓦西半径作为边界,因此,个人认为宇宙中有可能出现半径为一光年的星球。


张家小智儿


理论上,宇宙中不会出现半径达到1光年的星球。而且在现实中,也没有发现这么大的星球。

相比起宇宙中已知各种星球的尺度,一光年是一个很大的尺度,长达9.46万亿公里。对于一个半径为一光年的星球,它可以装下3亿亿亿(3×10^24)个地球,或者25万亿亿个太阳,或者5000亿个盾牌座UY(已知体积最大的恒星)。如果宇宙中存在这么大的星球,它们应该会产生很强的引力效应或者电磁波,我们应该很容易探测到它们的存在。然而,我们至今都没有找到过如此巨大的星球。

宇宙中的天体最初都是从密度很低的星云中通过引力聚集而来,恒星、行星、小行星皆是如此。不同类型天体会表现出不同的性质,其根本原因在于它们的质量具有差异。恒星是质量较大的一类天体,它们的核聚变反应产生的辐射压会阻止恒星进一步变大。如果恒星可以一下子聚集非常多的质量,其结果将会坍缩成黑洞,而不是演变为更大的恒星。目前在宇宙中发现最大的黑洞是TON 618,但这个超大质量黑洞的视界半径也只有0.02光年,与1光年还差得远。


火星一号


施郁(复旦大学物理学系教授)

目前还没有,将来也很难出现。按目前的理论上限,不能出现。

星球大了以后,自身的引力就很大,就会发生引力塌缩。引力塌缩的最后归宿是黑洞。

如果将黑洞算为星球,那么目前最大的“星球”是超大质量黑洞。它们住在星系的中心,大多数星系的中心都有超大质量黑洞。银河系的中心的黑洞的质量是几百万太阳质量,半径小于17光时。2015年,天文学家曾声称发现质量120亿太阳质量的超大质量黑洞(J0100+2802),形成于宇宙约10亿岁的时候。

黑洞外面有吸积盘,由气体和尘埃组成,有热辐射,所以吸积盘是发光的。类星体可能就包含超大质量黑洞,并发出宇宙中最强烈的光。

吸积盘也限制了超大质量黑洞的生长。当有气体和尘埃靠近黑洞时,就会阻碍其他气体和尘埃进入黑洞。而且热辐射也会阻碍物质落入黑洞。

有观点认为,极超大质量黑洞(是通常的超大质量黑洞的10倍)的理论上限是大概500亿太阳质量左右。超过100亿太阳质量时,就会发生生长减慢,以至于不稳定的吸积盘形成绕着黑洞的星。

目前已知最大的黑洞是660亿太阳质量,以及略超过上面说的理论上限。因为黑洞半径正比于质量平方,可以算出其半径也就2千亿公里,仍然小于1光年(大概是10万亿公里)。


物理文化与施郁世界线


半径为一光年的星球现在没有,今后也不可能出现;半径一光年的单个天体现在也没有,今后有可能出现。

光年是光在真空中的运行1年的直线距离,每秒30万公里,一光年约为9.46万亿公里。

现在最大的星球,论质量是R136a1,相当于265倍的太阳质量,半径约太阳的30倍,即约2100万公里.

体积最大的星球是盾牌座UY,直径为23.76亿公里,质量只有太阳的约30倍,是个虚胖子。这个巨大的星球实体,如果在一张图上,如果把它与我们的太阳老大相比,太阳是看不见的,连一个像素也没有。

但它们的直径比一光年还是小多了,体积最大的盾牌座UY半径也只是一光年的约8000分之一。

这个宇宙最大的星球只有恒星,科学界对恒星的大小有一个测算,低于或者高于某个极限,都不能保持恒星的稳定和性质。

这个极限是以质量为依据的。恒星的质量下限是0.7倍太阳质量,低于这个临界质量,天体中心引力压力就不能达到核聚变条件要求,就形不成恒星;恒星质量的上限,现在科学界定为太阳质量的300倍,这是基于“爱丁顿极限”理论限制。

“爱丁顿极限”理论认为,恒星质量如果大于临界质量,向内的引力与核聚变反应向外的辐射张力就不能平衡,恒星就会处于不断的膨胀和收缩中,每一次膨胀,恒星都会失去部分质量,这样的恒星就无法稳定,也无法抓住外围的物质。

开始科学界把恒星的质量上限定为110个太阳质量,后来定为140个太阳质量。随着不断的发现大的恒星,这个上限就不断的提升,发现R136a1后,这个质量上限提高到300个太阳质量。

其实像R136a1这样的恒星寿命很短,只有300万年左右,而且还在不断的损失质量,过去100万年已经损失了50个太阳质量,目前还在不断的损失中。这也一定程度的证明了“爱丁顿极限”理论所言非虚。


因此说星球是不可能出现一光年半径的,但天体就另当别论了。

目前宇宙中最大的星体就是类星体。类星体是指类似恒星的天体,一般类星体中心就是一个黑洞。

黑洞不是星球,没有谁把黑洞称为星球,但黑洞是一个天体,而且迄今为止,科学界没有给出黑洞的质量上限,这就是时空通讯认为有可能产生半径一光年黑洞的原因。

黑洞的半径一般以史瓦西半径为依据,史瓦西半径实际上就是黑洞的引力半径。迄今为止,人类尚没有发现有一光年半径的黑洞。

银河系中心就是一个黑洞,约有400万颗太阳质量,半径才1200万公里。目前发现最大的一个类星体S5 0014+81,其中心黑洞的质量为太阳的400亿倍,直径为2367亿公里,半径只有1183.5亿公里,只是一光年的约80分之一,距离一光年半径还远着呢。

有人认为这个黑洞的吸积盘很大,加起来可能有一光年半径。这种说法是不可采信的,吸积盘已经在这个黑洞的引力范围之外,只不过是一种吸积现象而已,大小完全没有定数。

黑洞实体只是一个无限小的没有体积的奇点,算上其引力半径己经是揩油了。


如果恒星算上引力半径,就会远远大于一光年,咱太阳老大的引力半径就超过一光年,能说太阳半径一光年吗?

我们一般大小的概念是以观察到的视界为度,所以黑洞史瓦西半径就占了便宜而已。

综上所述,在我们已知宇宙目前没有半径一光年的星球,也不可能出现半径一光年的星球;目前也没有出现半径一光年的单个天体,今后能不能出现尚未可知,时空通讯只是认为有可能。就是这样。

时空通讯观点,欢迎点评讨论。


时空通讯


当然有可能,不过不是现在,应该在未来会出现,这种星球就是——黑洞。

黑洞本是曲率密度无限大的一个奇点,但因其存在事件视界,因而一般都把它的视界半径作为其大小。黑洞视界会随着它吞噬物质越多变得越来越大,理论上没有上限,因此完全由可能出现超过半径1光年的黑洞。不过现在科学家们发现的最大黑洞是星系S5 0014+81中心的黑洞,质量为太阳的400亿倍,视界半径达1183.5亿公里,800个天文单位(地球到太阳的距离),0.013光年。

这个半径远远小于题主需要的半径1光年的黑洞,根据史瓦西半径公式:

我算了一下,黑洞的半径要达到1光年,其质量必须达到32000亿倍太阳质量,比我们目前发现的最大黑洞还要大80倍。

为什么宇宙中没有发现更大质量的黑洞呢?除了我们观测上的原因,以及宇宙的广袤无边之外,可能还和宇宙年龄不够大有关。一般认为,超大质量黑洞主要通过缓慢吸积周围物质、星云萎缩没有形成超新星的情况下直接坍缩、或者正在坍缩的高密度星团在爆炸瞬间从外部

直接压缩等方式形成,现在还发现黑洞互相合并也会形成更大质量的黑洞,所以随着宇宙年龄越来越大,未来是有可能出现半径超过1光年的黑洞的。


徐德文O戴维科学


太阳的半径约为70万公里,但是我们所在的太阳系的半径就大了,如果将奥尔特云也在包括在内的话,那我们的太阳系的半径就可以达到一光年,其最远可以延伸到距离比邻星的1/4处,而比邻星距离我们约4.22光年。



不过,我们虽然能将奥尔特云看作太阳系的外壳,却不能把它看作星球这样的天体,奥尔特云中的物质是非常稀疏的,天文学家们认为那里只有100个地球左右的质量,所以实际上那里的物质是极其稀疏的。


太阳是一颗恒星,虽然其直径有140万公里,比我们的地球大了130万倍,但是太阳的体积在恒星中却算不上多大?已知体积最大的恒星盾牌座uy的直径是太阳的1700多倍,体积是太阳的45亿倍。

如果把盾牌座uy放到太阳系中太阳的位置上,它将可以占有木星的轨道,但是还无法到达土星的轨道,它的直径为23亿公里多,半径还不到12亿公里,距离一光年就差远了,一光年的距离约为9.46万亿公里呢,连它的零头都不到。



不过宇宙中质量最大的星体是黑洞,如果将黑洞的视界体积也当作黑洞星球体积的话,那么有些大质量黑洞的体积将会远远超过恒星这样的星体,比如已知最大的黑洞TON618,其直径达到了3840亿公里,已经相当于一光年距离的4%,其半径也相当于一光年的2%了,但是很显然,它距离成为一光年这样大的星球还差得远,目前为止,宇宙中还没有发现比Ton618更大的黑洞,更没有比它更大的单一星球状天体。


科普大世界


应该还是有的,…………………………………


真的是超乎你的想象,它就是犬牛座VY




大犬座VY大约是太阳直径的2000倍,(太阳直径1392000公里)而光速需要通过大犬座VY这么大的直径需要91800秒,而一年是60*60*24*365=86400*365秒,所以说将近300个这么大的大犬座并排直径才是一光年。

而目前有一个尚不明确的星球R136a1它是一颗蓝特超巨星,距太阳16.5万光年,亮度是太阳的1000万倍,直径越为太阳的3000倍。如此大的已经超乎人们的想象了。

所以世界之大,无奇不有,应该还是有的。




清新大叔


答:理论上是不存在的,实际当中也远远没有这么大的单体星球。


一光年,既是光传播一年的距离,大约9.46万亿公里,是地球周长的2.4亿倍,是太阳半径的 1350万倍,是日地距离的6.3万倍。



围绕太阳系的奥尔特云,最大半径大概就是一光年。在天文学中,不存在半径达一光年的单一天体。


目前,人类发现体积最大的单一天体,是盾牌座UY恒星。



盾牌座UY的半径是太阳的2000倍,可以装下9000万亿个地球,光绕盾牌座UY一周要 9个小时,如果把盾牌座UY放到太阳位置,它的表面将达到土星轨道处。

虽然盾牌座UY非常巨大,但是半径和一光年相比,还差了近7000倍呢!


之所以宇宙中不存在半径一光年的单一天体,是因为天体的质量大到一定程度后,其万有引力将占据主导地位,天体最终塌缩成黑洞,而黑洞只有事件半径的概念,黑洞奇点是无穷小的。



所以,我们听过质量是太阳几百万倍,几亿倍,甚至几百亿倍的黑洞;但是却没有听过半径是太阳几千万倍的单一星球,因为这样的星球是不存在的。


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艾伯史密斯


半径一光年直径就是两光年了,这种巨大的星球是不可能存在于我们这个宇宙中的


目前人类发现的体积最大的天体是盾牌座UY,虽然恒星的个子天生就大,但是盾牌座UY的直径是太阳的1709倍,可以容纳45亿个太阳或者2亿亿个地球。(不用在上面的图里找我们的太阳,最左边的蓝色小点点都要比我们的太阳大许多倍,事实上太阳在这张图里比一个像素点还要小

盾牌座UY的直径是2376828000公里,半径是1188414000公里,一光年9460730472580.8公里。我也不列数字了,反正盾牌座UY半径是远远不到一光年的。

宇宙中星球的大小是有一个极限的,并不是无限增大

恒星的体积极限被称为爱丁顿极限,原本爱丁顿极限是指恒星的大小不可能超过太阳大小的150倍,一旦超过了就会难以维持稳定形态,但是后来发现的许多恒星都超过了爱丁顿极限,现在的爱丁顿是太阳的300倍。

如果一个恒星的大小一直增长,那么在达到1光年之前它就会坍塌成黑洞。

虽然宇宙中没有半径为一光年的星球但是却存在直径为几十光年的天体,最直接的例子就是宇宙中的星云,下图中超新星爆发后产生的蟹状星云直径已经超过了12光年,并且还在继续膨胀。


上图是气泡星云,它的大小也是几光年只巨,所以说宇宙中稀薄的星云反而可以扩散的更大更远


宇宙探索未解之迷


什么叫光年?光年是个长度单位,是光在真空中走一年的距离,光的速度大约为30万千米/秒,1光年≈9.46X10^12千米=9.46万亿公里。假如这个星球存在,半径为一光年,直径就是2光年,将近19万亿公里。为了直观,咱们作个比较,地球的广大我们都知道,地球直径大约13000公里,太阳直径是地球的109倍,为139万公里,而目前已知体积最大的恒星是大犬座的VY,直径是太阳的1800――2100倍,约28亿公里 。


这么大的体积的恒星,其直径也只占这个2光年星球的1/6800。差了不少。当然据说现在最大的恒星是位于麦哲伦星系的蜘蛛星云的中心地带的蓝特超巨星R136a1。直径有说为太阳的3200倍,但不确定。但这比直径2光年的星体仍然差了不少。


为了能找到这类星体,咱们先确定星体的种类,排除一些不可能的。首先,行星卫星是不可能的,因为如果体积大,相应的质量也大,但过大的质量就变为恒星了,所以只能先从恒星里找,因为恒星不管是质量还是体积都大于行星,还有人说黑洞,这是种误解,黑洞是一个极端天体,质量是够大的,但它体积却很小,甚至就是一个“点”,平常所说的黑洞大小指的是视界半径,所以严格说来,黑洞不算星体。

根据天体平衡原理,科学家观察和计算单个天体质量的上限应为150个太阳质量,如果大于这个限度,这个天体会因自身引力过于强大,不能保持稳定,会出现膨胀――收缩的脉动,每一次脉动,都会让天体损失一部分质量,直到质量达到150倍太阳质量,这个天体才能稳定存在,目前已经发现几个180倍太阳质量的天体,但都在脉动。所以150倍太阳质量应该是天体质量的上限了。因此天体的体积可能也会存在上限,当然这决定于天体的密度、状态和引力的特征,首先引力虽然是长程力,理论上引力能束缚住物质的范围是无限的,但实际上目前发现最大体积的天体就是上面说的大犬座的VY,它的半径相当于土星的轨道半径。体积再大,引力就束缚不住物质了。当然这是以大犬座VY天体的密度和质量来衡量的(VY天体质量大概是17一25倍太阳质量,平均密度为5――30毫克/米³),如果把VY天体质量算作20倍太阳质量,密度算作20毫克/米³,我们假定有一个天体质量为150――180个太阳质量上限,是VY天体的9倍,密度和VY天体一样为20毫克/米³,根据g=GM/r²(其中g为天体表面的引力加速度,G为引力常数,M为天体质量r为天体半径),天体质量变为9倍,g要想保持不变,半径必须变为3倍,天体直径变为28X3=84亿公里,仍然只能是直径2光年天体的1/2200,这个天体的密度20毫克/米³,比地球空气的密度1290000毫克/米³小多了,肯定已经是个气态超巨星,所以从常规意义上说,这是常规概念单个天体最大的体积了,是不可能达到半径为1光年的。

实际上天文界对星体的体积的确定有很大的争议,比如大犬座的VY:

绝大多数人认为它是一个巨大明亮的红超巨星,但有人认为它只是一颗普通的红巨星,直径只是太阳的600倍,因为它的密度随深度发生变化,核心因为进行核融合所以密度极高,而表面的密度少于地球海平面气体密度的千分之一。甚至比地球高层大气的密度还要低。但按照第一种红超巨星的观点,质量和体积之比得出的密度是符合气态恒星的标准,这代表在技术上确定星体半径的两难状况。

如果把绝大多数类似红超巨星定义半径的观点称为广义半径,也把星体的概念推广到不止恒星、行星,那么宇宙间还真有一亿光年半径的星体。

例如蟹状星云这样的“超新星遗迹”就有一个极高密度的“核心”(中子星)和周围广达11光年的“大气层”,它的半径足有22光年。远远超出题主所出的半径大小(实际上,大犬座ⅤY恒星最后很可能演化为黑洞,来一次超新星爆发,其“超新星遗迹”可能就会超过2光年直径星体)。


再比如太阳,太阳半径的界定从未将日冕算进去,而问题是日冕的温度和密度都比大犬座的ⅤY恒星要高,厚度几百万公里,这要从广义上来定义太阳直径足有近一千万公里了。但天文界至今尚未建立一个恒星喷发层是否属于恒星半径范围的分界线。所以题主所说的半径为一光年的星体有没有可能出现完全在于概念的界定。

另外如果原始星云也算星体的话,那么在恒星系形成初期星云直径都不小,原太阳星云就有1万亿――3万亿公里,以此推算,只要形成约恒星质量是10个以上太阳质量的星云的直径都能很轻松地达到2光年。


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