03.07 中子星如果以極快的速度,一下子衝入黑洞中心,黑洞能吃下嗎?為什麼?

東方之子622


中子星和黑洞都是天體,只不過是存在的形態不同,兩個天體之間仍然遵從萬有引力定律,如果中子星真的以極快速度衝入黑洞中心,說明中子星的質量與黑洞的質量之比相差太大產生的加速度所致,具體的中子星質量可能是黑洞質量的萬分之一甚至是億分之一。

黑洞是一種高速度高密度堅強無比的粒孑流,地球人已經知道:對撞機發射的粒子流可以轟擊任何堅硬的物質,筆者認為,黑洞這種威力無比的,速度驚人的對撞機會粉碎中子星的結構而呑食之。


大偉140797056


“中子星如果以極快的速度,一下子衝入黑洞中心,黑洞能吃下嗎?為什麼?”,應該說黑洞可以“吃下”中子星,但是不會“一口吃掉”,而是撕碎之後慢慢吃。

為什麼中子星在進入黑洞前會被撕碎

黑洞是宇宙中最為神奇的天體,現代科學認為,當大質量恆星演化到生命末期,由於恆星內部核聚變產生的輻射壓無法抵擋重力帶來的物質塌縮效應,組成恆星的物質將會向恆星中心不斷集中,從而引發超新星爆炸,黑洞就從這場大爆炸中產生,通常認為黑洞的中心處於奇點狀態,由奇點產生的引力場可以是經過它附近的光被俘獲,從而形成包裹奇點的事件視界,由於黑洞既不反射光線也不發生光線,所謂我們無法直接觀測到黑洞的存在。

中子星是目前已知的密度僅次於黑洞的天體,所以當中子星接近黑洞時,我們就要分析“孰強孰弱”了,科學家認為,當一個天體在靠近引力源時,其距離引力源較近的一面與距離引力源較遠的一面會形成引力差,如果這個差值大於該天體自身的重力,那麼該天體就會在引力差的作用下分崩離析,這種引力差其實就是潮汐力。中子星進入黑洞的情況我們也可以按此分析,由於黑洞事件視界的存在,我們無法觀察到黑洞內部情況,所以我們需要判斷中子星能否完整的跨越事件視界。

首先來說一下“洛希極限”的概念,洛希極限通俗理解就是一個天體自身的引力與另一個天體造成的潮汐力相等時的距離,當到達這個距離時,較小質量的天體往往會因較大質量天體產生的潮汐力而解體,該理論由法國天文學家洛希於1849年提出。從洛希極限的解釋中我們可以推測出,越“結實”的天體,其極限距離越小,而天體越“結實”則代表其密度越高,因此我們可以認為天體的洛希極限和它們的密度有關。

但遺憾的是我們無法直接測量黑洞的密度,由於事件視界的存在,我們無法知道黑洞奇點的具體體積,奇點通常被認為是體積為零的點,因此理論上奇點的密度是無限大的,但這位我們的計算帶來了障礙,我們姑且將黑洞的事件視界看做黑洞的體積,但這會造成一種情況,既黑洞的質量越大,其事件視界範圍越大,那麼黑洞的密度也就越低,由此推算,一個四十億倍太陽質量的黑洞,其密度和空氣密度相差無幾了。同樣,如果黑洞的質量越小,那麼計算出的黑洞密度也會越大,既然理論認為黑洞的密度是無限大的,那麼我們就通過儘可能大的密度來推算。如果把地球壓縮成黑洞,該黑洞的直徑將不足兩釐米,已知地球的質量為5.965×10^24kg,由此推算出的黑洞密度可達4.19*10^33kg/m³。

我們以“地球黑洞”的密度來估算,已知“地球黑洞”密度為4.19*10^33kg/m³,史瓦西半徑R約為8mm,中子星密度為2*10^18kg/m³,由此推算出洛希極限d=R(2*ρ黑洞/ρ中子星)^0.333,計算結果約為1358m。也就是說當中子星接近地球黑洞時,在距離地球黑洞一公里外的地方就會因潮汐力而解體,這個距離是遠大於地球黑洞8毫米的史瓦西半徑的,這樣的推算方法或許不甚合理,但是我認為有助於理解本問題。

中子星以極快的速度衝向黑洞,黑洞能吃完嗎?

題目中提到,如果中子星以極快的速度衝向黑洞會如何,其實從上文中的分析我們已經知道,中子星在進入事件視界前就會因潮汐力而粉碎,但是如果速度快一點呢?在這裡我們就要考慮相對論原理了,相對論告訴我們任何具有靜止質量的物體都無法達到光速,更何況質量龐大的中子星了,但是引力的速度卻可以達到光速,因此必然存在潮汐力的作用速度大於中子星的位移速度,由於黑洞的理論密度遠大於中子星,所以中子星的分崩離析也就是必然情況了。


雖然中子星具有極高的質量與密度,但是無所不吞的黑洞依然可以將其撕碎吞完,當黑洞吞噬中子星後,其自身質量也會增加,從而使事件視界的範圍更加擴大,簡單來說就是黑洞“長胖了”。

總結

中子星在被黑洞吞併前會因潮汐力而解體,但是黑洞依然可以吞併整個中子星的物質。

感謝瀏覽,我是漫步的小豆子,謝謝。


漫步的小豆子


以極快的速度,到底是多快?是從一開始就很快呢,還是加速後很快?這裡沒有一個準確的說法,我們就按照正常的理論來分析一下吧。

中子星的質量一般會小於黑洞,因為中子星的質量上限是不到3倍太陽質量,這裡有個奧本海默極限,這個數值在3倍上下,我們就以3倍來說吧。

而黑洞的質量下限是3倍太陽質量,所以,一般情況黑洞質量要大於中子星質量的。按照物理規律,小質量天體會受大質量天體的引力影響,所以,如果中子星在運行中接近一顆黑洞,進入其引力範圍後,肯定會受其引力的影響。

恆星的自行速度從幾十千米/秒,到幾千千米/秒都有,我們就按快的,按幾千千米/秒吧,這比人類最快的飛行器快了上百倍。

在黑洞的引力下,中子星開始進入黑洞的附近,但是,中子星不會直接撞向黑洞,而是會呈螺旋狀的接近黑洞,直至最終被黑洞吞噬。

在這個過程中,中子星還會被不斷加速,越接近黑洞的視界,速度就會越快,最終的速度是接近光速的。但是,在撞入視界之前,中子星還是會被引力差撕裂,然後沒入視界成為黑洞的一部分。

雖然中子星的強度很大,體積又很小,但是在接近黑洞視界的那段距離中,強大的潮汐力依然會將中子星物質撕裂,然後被吞噬。當然,這時還會釋放出強烈的射線,向宇宙中顯示中子星最後的存在,然後,就沒有了。


寒蕭99


黑洞吞噬物質不是直接吸進去,而是物質先被引力撕得粉碎,繞著黑洞轉,然後黑洞主動擴大,把物質“囊括”進去。

物質沒法直接掉入黑洞跟光出不來是一個道理,但這裡說的不是引力,而是空間。黑洞的空間以及黑洞周圍的空間都是扭曲甚至是無限扭曲,導致了光在這個近似於無限扭曲的空間中一直在以光速傳播,但由於空間被扭曲得近似於無限所以永遠傳播不出來,物質靠近黑洞也是這個道理。從時間上看,越靠近黑洞,從我們觀察者的參照系看來,時間就越慢,最後近似於時間停止,因而黑洞一秒鐘,可能就是觀察者參考系的幾十億幾百億幾千億甚至直到宇宙毀滅那麼長的時間,所以從我們的角度永遠看不到物質進入黑洞,只能是無限接近,即使是光靠近黑洞也是這樣,假設將來我們發明了強度足以能夠接近黑洞的宇宙飛船後再開著飛船靠近黑洞也是這樣,只不過在這樣的飛船上人一眨眼的時間宇宙可能就都毀滅不存在了,而在黑洞本身的時間參照系來看,宇宙誕生到毀滅的漫長時間可能只是黑洞的一秒鐘。綜上,從現在掌握的知識來看,物質永遠無法直接進入黑洞,最後只有黑洞主動擴大半徑把物質“囊括”進去。

怎麼樣,是不是很奇妙?!


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我對天體物理不太明白,既然看到了這個問題,也就我所理解的試著答一下吧!

中子星質量和黑洞的質量是無法相比的。中子星在衝向黑洞時,在距離黑洞一定範圍時,已經被黑洞強大的吸力拉得粉碎,然後釋放出巨大的能量,接著便落入黑洞,什麼也沒有了!


用戶62466127672


星體的形成都代表著一片時空,既然能各自形成星體,就不是那麼容易直接相撞的。當然,特殊情況總是難免的。在我這裡,黑洞只是恆星恆星系的正常發展階段,是引力場或空間慣性場造就的一種時空現象,恆星級黑洞很難發展成星系級黑洞。如果中子星快速衝向恆星級黑洞,黑洞是不易消化吸收的,兩者的融合會發生噴發或爆炸。如果中子星快速衝向星系級黑洞,黑洞會輕易吞噬中子星,不在話下。


重粒子風暴


如果所謂的質量同等的情況下!倆從此消失在時空當中的可能性偏大!黑洞只不過時空動態漩渦而已而中子星擁有大量的物質!物質被“分解”勢必會失去原有動能!瞬間掉入黑洞中心點位置,分解物質轉化為高能射線以及帶電粒子流會消耗大量黑洞動態速率!然而如果黑洞與中子星質量比不在一個層次上面!中子星將會成為黑洞時空動態運動的一部分!成為真正意義上質能方程式的一部分!


j菸嘴


專業知識,沒有發言權。


光陰故事903


反過來,一個極大質量的恆星吸引一個小質量的黑洞,會不會黑洞裡的組織被吸引出來讓後消失呢?


oO轉身Oo


那要看中子星是否足夠硬了


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