黑洞和中子星碰撞时的后果？结果真的会演变成这样吗？
www.zhiqu.org 时间： 2024-06-15
黑洞和中子星碰撞的后果是什么？结果真的会如预测的那样发生吗？
科学家们已经观察到了黑洞之间的合并以及中子星之间的合并。现在，天文学家们正期待着首次探测到黑洞与中子星的合并，这可能为我们提供关于恒星演化以及爱因斯坦广义相对论的重要证据，这是迄今为止对引力如何运作的最佳观测场景。然而，目前天文学家尚未观测到黑洞与中子星的碰撞，但一项新的研究显示，这种碰撞可能会释放出巨大的能量，但出乎意料的是，可能不会产生任何可检测到的光。
这些发现揭示了黑洞和中子星合并的关键细节，比如可探测到的光的数量和碰撞物体的质量，如何揭示合并背后的促成因素，比如驱动这些碰撞发生的动力学。
我们知道黑洞和中子星都诞生于被称为超新星的恐怖灾难性爆炸的恒星尸体或残骸。当一颗恒星变成超新星时，其残骸的核心会在自身的引力作用下崩塌。如果这个残骸足够大，它可能会形成一个黑洞，其引力强大到连光都无法逃脱。质量较小的核心会形成中子星，之所以这样命名，是因为它的重力足够强大，可以把质子和电子一起压碎，形成中子。研究人员提出了两种方式来见证这些巨大的合并。他们可以寻找碰撞发出的光或电磁辐射的类型，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线和伽玛射线。或者，他们可以尝试探测时空结构中的涟漪，即所谓的引力波。
目前，科学家们已经有了一个坚实的理论框架，来解释如果一个中子星和一个黑洞的合并是由双星（相互环绕的双星对）在相对孤立的状态下形成的，那么这两个物体会是什么样子，科学界已经通过模拟制造出了这一惊人的景象。
德国海德堡大学的天体物理学家侍握曼努埃尔·阿卡·萨达解释说：“这两颗恒星可以通过各自的演化阶段相互影响。例如，共享一个共同的气团，将物质从一颗恒星转移到另一颗恒星，并增加或减少相互间的距离。”而先前的研究表明，黑洞和中子星之间的合并可能每年每十亿立方秒发生100次，相当于大约347亿光年的体积。然而，当这些死去的恒星被密集的数百万颗恒星所包围时，它们之间的相互作用方式仍有很多无法确定的地方。现在，萨达发现这种情况可以证明与孤立的合并有很大的不同。
为此，萨达进行了240000次计算机模拟，主要模拟了中子星和黑洞在致密星团中的行为。他着重研究了由中子星和伴星组成的双星对与黑洞相遇的情况，以及黑洞和伴星与中子星相撞的情况。他改变了所有这些天体的质量和轨道，以及星团中其他恒星的基本属性，比如它们的元素组成和速度。结果有一个不同寻常的发现是，在稠密的星团中，黑洞和中子星可以合并而不产生任何可探测到的光，尽管合并仍会产生大量引力波。当中子星坠入黑洞而没有变成炽热明亮的碎片时，就会发生这种情况。而当黑洞的质量是太阳的10倍以上，甚至大到足以吞噬中子星时，这样的情况就容易发生了。
但是这些密集星团中的合并与孤立的合并的另一个不同之处在于，它们通常拥有比最低限度还重的黑洞，这些黑洞的平均质量是太阳的20倍以上。相比之下，根据2018年发表在《皇家天文学会月刊》上的另一项研究，在黑洞与中子星之间的孤立合并中，黑洞的质量往往是太阳的7倍左右，一般不超过20个太阳的质量。
研究指出，这些发现表明，如果黑洞和中子星之间的合并以密集的星系团形式发生，它们可以产生独特的性质，科学家可以利用这些性质将这些合并与孤立的合并区分开来。引力波天文台等欧洲太空总署的激光干涉仪的空间天线（LISA）任务，计划于2034年发射，可以检测等合并在密集的集群，比如银河系最近的星系邻居——仙女座星系。相比之下，未来更先进的引力波天文台可能对更高的频率更敏感，因此可以发现更近的合并。
在未来，Arca Sedda计划模拟一个有几百万颗恒星的重星团，它将同时计算所有的恒星并检查中子星黑洞合并的形成，不过，这将是一项艰巨的任务。到目前为止，世界上只有五种模拟方法可以解释100万颗恒星，因此这将是一个巨大的挑战。
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#沙废林# 中子星相撞会行成什么? -
(13365275184)： 黑洞是由于质量太大的中子星,中子的支持力已经平衡不了自身对星球的引力了,这时候中子星就会发生坍缩 中子被压成更小的微粒,变成半径极小,质量极大的点, 那就是黑洞.. 所以两个中子星相撞 要么变成一个更大的中子星, 如果这个新的中子星质量足够大,就变成黑洞了
#沙废林# 两颗中子星相撞会怎么样? -
(13365275184)： 科学家已经观测到了好几次质量与太阳相当的黑洞相撞的壮观场面,产生的能量以时空涟漪的形式传播到地球.他们通过调整LIGO与Virgo探测器长达数英里的探测臂中一组激光的发射方向,成功探测到了这些信号变化. 两颗中子星相撞,彻底...
#沙废林# 中子星和黑洞碰一起的话 谁干的过谁 -
(13365275184)： 我只能告诉你黑洞的密度大于中子星 不要把无敌想的这么狭隘. 除非对心正碰不然吸收是不大可能的. 类星体只是一个发现. 目前还没有任何理论何性质可供参考. 如果小朋友想研究强大. 你不防想想“你所在的空间是唯一的吗?”有无穷得能量就...
#沙废林# 中子星相撞会不会产生重力并出现黑洞 -
(13365275184)： 黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见.依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将聚集成一点,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域...
#沙废林# 中子星会坍塌成为黑洞吗?黑洞和中子星的区别是什么?黑洞有质量吗?
(13365275184)： 我只能回答第一个问题: 有这个可能. 按照目前的黑洞形成理论,恒星级黑洞有三种形成机制. 一是大质量恒星在超新星爆发时,直接坍缩形成黑洞. 二是大质量恒星在超新星爆发时,先形成中子星,物质继续在中子星表面积累,达到史瓦西半径,再坍缩形成黑洞. 三是在密近双星系统中,一颗中子星吸集伴星质量,达到史瓦西半径,坍缩为黑洞;或两颗均为中子星,在引力能辐射中损失能量而靠近,合并后达到史瓦西半径,坍缩为黑洞. 在后两种机制中,都是先形成中子星,再形成黑洞.所以,中子星有可能变成黑洞.
#沙废林# 中子星和黑洞的问题中子星上的物质被伴星黑洞吸走后在没靠近黑洞时会变成什么? - 作业帮
(13365275184)：[答案] 这个,在鸡西盘上会变得红热,旋转越来越快,而慢慢靠近黑洞,不论是中子星还是普通的恒星,黑洞都会这样从其中“扯”下物质,渐渐得吞没星体.
#沙废林# 黑洞摊塌后会变成什么? 中子星? 白矮星? -
(13365275184)： 我认为 中子星,又名波霎、脉冲星,是恒星演化到末期,经由重力崩溃发生超新星爆炸之后,可能成为的少数终点之一.恒星在核心的氢于核聚变反应中耗尽,完全转变成铁时便无法从核聚变中获得能量.失去热辐射压力支撑的外围物质受重力...
#沙废林# 量子物理对撞机问题!结果怎么样?撞出黑洞了吗? - 作业帮
(13365275184)：[答案] 怎么可能撞出黑洞? 对撞机主要作用是积累并加速相继由前级加速器注入的两束粒子流,到一定束流强度及一定能量时使其在相向运动状态下进行对撞,以产生足够高的相互作用反应率,便于测量.主要是位了将及其微笑的粒子机型碰撞后研究其内...
#沙废林# 行星相撞会不会产生黑洞
(13365275184)： 不会 黑洞是恒星死亡后内部坍塌造成的 行星碰撞无法产生那么大的能量
#沙废林# 黑矮星,中子星和黑洞的变化谁知道 -
(13365275184)： 一般来说,红巨星根据质量的多少会有三个结局 白矮星 中子星 黑洞 所谓的黑矮星是指白矮星在经过非常长的时间后,能量散尽,温度变得和周围宇宙差不多了成为了一种密度极大但在观察中非常难以观察到的天体 下面是有关这三种天体的相关...
科学家们已经观察到了黑洞之间的合并以及中子星之间的合并。现在，天文学家们正期待着首次探测到黑洞与中子星的合并，这可能为我们提供关于恒星演化以及爱因斯坦广义相对论的重要证据，这是迄今为止对引力如何运作的最佳观测场景。然而，目前天文学家尚未观测到黑洞与中子星的碰撞，但一项新的研究显示，这种碰撞可能会释放出巨大的能量，但出乎意料的是，可能不会产生任何可检测到的光。
这些发现揭示了黑洞和中子星合并的关键细节，比如可探测到的光的数量和碰撞物体的质量，如何揭示合并背后的促成因素，比如驱动这些碰撞发生的动力学。
我们知道黑洞和中子星都诞生于被称为超新星的恐怖灾难性爆炸的恒星尸体或残骸。当一颗恒星变成超新星时，其残骸的核心会在自身的引力作用下崩塌。如果这个残骸足够大，它可能会形成一个黑洞，其引力强大到连光都无法逃脱。质量较小的核心会形成中子星，之所以这样命名，是因为它的重力足够强大，可以把质子和电子一起压碎，形成中子。研究人员提出了两种方式来见证这些巨大的合并。他们可以寻找碰撞发出的光或电磁辐射的类型，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线和伽玛射线。或者，他们可以尝试探测时空结构中的涟漪，即所谓的引力波。
目前，科学家们已经有了一个坚实的理论框架，来解释如果一个中子星和一个黑洞的合并是由双星（相互环绕的双星对）在相对孤立的状态下形成的，那么这两个物体会是什么样子，科学界已经通过模拟制造出了这一惊人的景象。
德国海德堡大学的天体物理学家侍握曼努埃尔·阿卡·萨达解释说：“这两颗恒星可以通过各自的演化阶段相互影响。例如，共享一个共同的气团，将物质从一颗恒星转移到另一颗恒星，并增加或减少相互间的距离。”而先前的研究表明，黑洞和中子星之间的合并可能每年每十亿立方秒发生100次，相当于大约347亿光年的体积。然而，当这些死去的恒星被密集的数百万颗恒星所包围时，它们之间的相互作用方式仍有很多无法确定的地方。现在，萨达发现这种情况可以证明与孤立的合并有很大的不同。
为此，萨达进行了240000次计算机模拟，主要模拟了中子星和黑洞在致密星团中的行为。他着重研究了由中子星和伴星组成的双星对与黑洞相遇的情况，以及黑洞和伴星与中子星相撞的情况。他改变了所有这些天体的质量和轨道，以及星团中其他恒星的基本属性，比如它们的元素组成和速度。结果有一个不同寻常的发现是，在稠密的星团中，黑洞和中子星可以合并而不产生任何可探测到的光，尽管合并仍会产生大量引力波。当中子星坠入黑洞而没有变成炽热明亮的碎片时，就会发生这种情况。而当黑洞的质量是太阳的10倍以上，甚至大到足以吞噬中子星时，这样的情况就容易发生了。
但是这些密集星团中的合并与孤立的合并的另一个不同之处在于，它们通常拥有比最低限度还重的黑洞，这些黑洞的平均质量是太阳的20倍以上。相比之下，根据2018年发表在《皇家天文学会月刊》上的另一项研究，在黑洞与中子星之间的孤立合并中，黑洞的质量往往是太阳的7倍左右，一般不超过20个太阳的质量。
研究指出，这些发现表明，如果黑洞和中子星之间的合并以密集的星系团形式发生，它们可以产生独特的性质，科学家可以利用这些性质将这些合并与孤立的合并区分开来。引力波天文台等欧洲太空总署的激光干涉仪的空间天线（LISA）任务，计划于2034年发射，可以检测等合并在密集的集群，比如银河系最近的星系邻居——仙女座星系。相比之下，未来更先进的引力波天文台可能对更高的频率更敏感，因此可以发现更近的合并。
在未来，Arca Sedda计划模拟一个有几百万颗恒星的重星团，它将同时计算所有的恒星并检查中子星黑洞合并的形成，不过，这将是一项艰巨的任务。到目前为止，世界上只有五种模拟方法可以解释100万颗恒星，因此这将是一个巨大的挑战。
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(13365275184)： 黑洞是由于质量太大的中子星,中子的支持力已经平衡不了自身对星球的引力了,这时候中子星就会发生坍缩 中子被压成更小的微粒,变成半径极小,质量极大的点, 那就是黑洞.. 所以两个中子星相撞 要么变成一个更大的中子星, 如果这个新的中子星质量足够大,就变成黑洞了
#沙废林# 两颗中子星相撞会怎么样? -
(13365275184)： 科学家已经观测到了好几次质量与太阳相当的黑洞相撞的壮观场面,产生的能量以时空涟漪的形式传播到地球.他们通过调整LIGO与Virgo探测器长达数英里的探测臂中一组激光的发射方向,成功探测到了这些信号变化. 两颗中子星相撞,彻底...
#沙废林# 中子星和黑洞碰一起的话 谁干的过谁 -
(13365275184)： 我只能告诉你黑洞的密度大于中子星 不要把无敌想的这么狭隘. 除非对心正碰不然吸收是不大可能的. 类星体只是一个发现. 目前还没有任何理论何性质可供参考. 如果小朋友想研究强大. 你不防想想“你所在的空间是唯一的吗?”有无穷得能量就...
#沙废林# 中子星相撞会不会产生重力并出现黑洞 -
(13365275184)： 黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见.依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将聚集成一点,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域...
#沙废林# 中子星会坍塌成为黑洞吗?黑洞和中子星的区别是什么?黑洞有质量吗?
(13365275184)： 我只能回答第一个问题: 有这个可能. 按照目前的黑洞形成理论,恒星级黑洞有三种形成机制. 一是大质量恒星在超新星爆发时,直接坍缩形成黑洞. 二是大质量恒星在超新星爆发时,先形成中子星,物质继续在中子星表面积累,达到史瓦西半径,再坍缩形成黑洞. 三是在密近双星系统中,一颗中子星吸集伴星质量,达到史瓦西半径,坍缩为黑洞;或两颗均为中子星,在引力能辐射中损失能量而靠近,合并后达到史瓦西半径,坍缩为黑洞. 在后两种机制中,都是先形成中子星,再形成黑洞.所以,中子星有可能变成黑洞.
#沙废林# 中子星和黑洞的问题中子星上的物质被伴星黑洞吸走后在没靠近黑洞时会变成什么? - 作业帮
(13365275184)：[答案] 这个,在鸡西盘上会变得红热,旋转越来越快,而慢慢靠近黑洞,不论是中子星还是普通的恒星,黑洞都会这样从其中“扯”下物质,渐渐得吞没星体.
#沙废林# 黑洞摊塌后会变成什么? 中子星? 白矮星? -
(13365275184)： 我认为 中子星,又名波霎、脉冲星,是恒星演化到末期,经由重力崩溃发生超新星爆炸之后,可能成为的少数终点之一.恒星在核心的氢于核聚变反应中耗尽,完全转变成铁时便无法从核聚变中获得能量.失去热辐射压力支撑的外围物质受重力...
#沙废林# 量子物理对撞机问题!结果怎么样?撞出黑洞了吗? - 作业帮
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#沙废林# 行星相撞会不会产生黑洞
(13365275184)： 不会 黑洞是恒星死亡后内部坍塌造成的 行星碰撞无法产生那么大的能量
#沙废林# 黑矮星,中子星和黑洞的变化谁知道 -
(13365275184)： 一般来说,红巨星根据质量的多少会有三个结局 白矮星 中子星 黑洞 所谓的黑矮星是指白矮星在经过非常长的时间后,能量散尽,温度变得和周围宇宙差不多了成为了一种密度极大但在观察中非常难以观察到的天体 下面是有关这三种天体的相关...
