什么是史瓦西黑洞（史瓦西黑洞的形成）

广义相对论认为，黑洞是大质量恒星坍缩的必然结果。恒星是依靠内部不断进行的核聚变产生的辐射压与物质间引力维持平衡的。随着核燃料的逐渐减少，平衡被打破，恒星在引力作用下坍缩，其中质量大于太阳质量3.2倍的...，以下是对"什么是史瓦西黑洞"的详细解答!

文章目录

• 1、史瓦西黑洞的形成
• 2、宇宙中的黑洞是如何形成的,它到底是什么样的存在
• 3、球对称黑洞外部

史瓦西黑洞的形成

广义相对论认为，黑洞是大质量恒星坍缩的必然结果。恒星是依靠内部不断进行的核聚变产生的辐射压与物质间引力维持平衡的。随着核燃料的逐渐减少，平衡被打破，恒星在引力作用下坍缩，其中质量大于太阳质量3.2倍的恒星将坍缩为黑洞。大质量星，尺度远大于史瓦西半径，光线几乎没有偏转，从恒星表面某一点发出的光可以朝任意方向直接射出。表示随着恒星半径减小。时空弯曲度增大，光线弯曲，出射光线会像喷泉中的水一样回落恒星表面，远处观测者只能偶然看到少数逃逸出来的光子。表示随着引力坍缩继续发展，光的“逃逸锥”不断缩小。恒星尺度减至史瓦西半径时，所有光线均被捕获，逃逸锥关闭，黑洞形成。史瓦西黑洞使不带电的球对称恒星坍缩形成的黑洞。从数学上来说，史瓦西黑洞就是其外部的引力场符合史瓦西解的黑洞。史瓦西研究的是在***真空中完全球对称的，在塌缩过程中没有丝毫物质异动，不带电荷，没有丝毫旋转的，标准理想化恒星的塌缩过程，以及它内外时空的场方程解。史瓦西黑洞，是寻常黑洞的发祥地，它有一个视界和一个奇点。视界，是物体能否回到外部宇宙的分界面，在视界外面，物体可以离开或者接近黑洞而保持安全。而在视界上，只有光速运动的物体可以保持不进入黑洞，但是连光也无法从这个面中逃脱。如果不幸进入了视界内部，那么就再也无法出来或者和任何人联络了。此外，视界也是时间和空间属性颠倒的地方，在视界内，空间是类时的，时间是类空的。奇点，是黑洞奇异性的来源，也就是黑洞中允许相对论和量子理论同时大规模作用于同一个物体的源泉。任何接触到奇点的物质（包括场）必然被奇点摧毁，被分解为纯粹的基本粒子和时空单体，即使是形成这个黑洞、这个视界、这个奇点的恒星，也将被它摧毁而不再对黑洞产生任何影响。

宇宙中的黑洞是如何形成的,它到底是什么样的存在

不同种类的黑洞诞生的过程也大不相同。绝大多数的黑洞，都是史瓦西黑洞，一般是大质量恒星步入老年期之后坍缩形成的。它们，在宇宙中，就像是一个昼夜工作不停的清道夫。

我们都知道，黑洞，可谓是目前我们在可观测宇宙中，发现的最神秘的一种天体。可以说，黑洞无处不在，宇宙里的每一个角落，都可能有着黑洞的踪影；当然，不同的黑洞，它们的“威胁性”也有很大的区别。

绝大部分人想起黑洞，恐怕，脑海中就会浮现一个宇宙当中的“巨无霸”，张开血盆大口，来者不拒，吞噬所有的物质和星球；但是，我们要明白，百分之五十以上的黑洞，都是微型黑洞，其实不具备什么杀伤力。

而不同种类的黑洞，来源也大不相同。绝大部分的黑洞，都是所谓的“史瓦西黑洞”，顾名思义，它是上世纪***天文学家史瓦西从爱因斯坦的广义相对论方程式中推算出来的。

史瓦西黑洞，学术界一般认为是大质量恒星步入衰老期，变成超新星之后，经过数次爆发，最后从内而外坍缩形成的新天体。它们的质量，基本上都在太阳的三十倍左右。

除此之外，还有让人闻风丧胆的‘克尔黑洞’，这是一种超大质量黑洞，银河系内部的银心黑洞，就属于这个行列之中。据观测，银心黑洞的质量在太阳的五百万倍以上。

克尔黑洞的来历，在学术界有着很多种版本的推测。有人认为，这是中子星碰撞之后形成；也有人认为，它从宇宙大爆炸开始就已经存在了。

总而言之，黑洞扮演着宇宙当中的“清道夫”角色。数亿年以来，它们都在不断的“进食”来维护宇宙秩序的稳定。

球对称黑洞外部

球对称黑洞外部，t是时间坐标，r，θ，φ是空间坐标。黑洞内部“t，r，θ，φ”中r是时间坐标。

球对称黑洞是1916年由史瓦西（Schwarzschild）提出来的， 史瓦西黑洞的设定是不带电不自旋转的黑洞，黑洞中心为奇点， 黑洞的外圈为事件视界，又称史瓦西半径。

时空里可能发生的事件到了事件视界上， 就好像面临了穹端极界，停滞不变了，对外部的观察者看来，时间好像停止不动了。

对于一个静止不带电的史瓦西黑洞， 它的周围时空可以利用史瓦西度规描述史瓦西黑洞的区间微分平方。 利用其可算出史瓦西黑洞的半径即事件穹界的大小为r = 2MG / c^2 。

球对称黑洞的形成：

广义相对论认为，黑洞是大质量恒星坍缩的必然结果。恒星是依靠内部不断进行的核聚变产生的辐射压与物质间引力维持平衡的。随着核燃料的逐渐减少，平衡被打破，恒星在引力作用下坍缩，其中质量大于太阳质量3.2倍的恒星将坍缩为黑洞。

大质量星，尺度远大于史瓦西半径，光线几乎没有偏转，从恒星表面某一点发出的光可以朝任意方向直接射出。表示随着恒星半径减小。时空弯曲度增大，光线弯曲，出射光线会像喷泉中的水一样回落恒星表面，远处观测者只能偶然看到少数逃逸出来的光子。

表示随着引力坍缩继续发展，光的“逃逸锥”不断缩小。恒星尺度减至史瓦西半径时，所有光线均被捕获，逃逸锥关闭，黑洞形成。史瓦西黑洞是不带电的球对称恒星坍缩形成的黑洞。