太阳质量黑洞寿命估算
各种质量恒星的演化过程
各种质量恒星的演化过程
恒星是宇宙中最常见的天体之一，它们的演化过程包含了各种不同类型的质量恒星。
以下是各种质量恒星的演化过程：
1. 小质量恒星（质量小于0.5太阳质量）：这些恒星的演化过程相对缓慢，它们会经历红矮星阶段，也就是在主序星阶段之后，氢核聚变几乎停止，外层氢气逐渐漂移，恒星变暗、变冷。
它们的寿命很长，可以达到几兆年。
2. 中等质量恒星（质量介于0.5太阳质量到10太阳质量之间）：这些恒星的演化过程包括主序星阶段、红巨星阶段、超巨星阶段和白矮星阶段。
在主序星阶段，这些恒星会通过氢核聚变产生能量。
在红巨星阶段，核心收缩，外层膨胀，恒星的表面温度变低，亮度变大。
在超巨星阶段，恒星又会膨胀到极大，同时温度非常低，表面积也相对较大。
最后，当核心无法继续燃烧，这些恒星会成为白矮星。
3. 大质量恒星（质量大于10太阳质量）：这些恒星的演化过程非常复杂，它们会经历主序星阶段、红巨星阶段、超巨星阶段、核心崩塌、超新星爆炸和中子星/黑洞阶段。
这些恒星因为质量大，能够产生更高的温度和压力，从而产生更多的核反应，导致它们在短时间内耗尽燃料。
核心崩塌会导致超新星爆炸，同时留下超新星遗迹。
如果恒星的质量超过三倍太阳质量，那么就会形成中子星或黑洞。
以上便是各种质量恒星的演化过程，不同质量的恒星经历的过程也不同。
这些演化过程对我们理解宇宙中的恒星、星系和宇宙本身的演化具有重要意义。
黑洞的寿命
黑洞的寿命多长---------------------------------------------------------------------- 科学家们测算，一般恒星死亡产生的黑洞可以存活10^66年，而超大质量黑洞则可以活10^99年。
黑洞是恒星的最终归宿，一般人会认为黑洞会永远存活下去，但黑洞的霍金辐射却表明，黑洞也有寿命，黑洞的寿命和其质量有关，质量越大的黑洞寿命越长，质量越小寿命越短。
这和动物世界差不多，大型动物普遍寿命长一点，小型动物普遍短一点，微型动物细菌什么的几个小时就生老病死全套走完了，其实整个宇宙莫不如此。
那么寿命最长的黑洞能存在多久，最短的又能存在多久呢？在霍金证明黑洞能发出辐射之前，黑洞被认为只会贪婪地吸取周围的一切，甚至连光都不放过，不会发射出任何东西，因而所有落入黑洞的物质和信息都不能出来，黑洞的最终命运是什么谁也不知道。
这就带来一个问题，既然我们无从得知黑洞最终会怎样，我们又如何知道宇宙最终会走向什么方向呢？霍金认为，在真空中由量子涨落产生的虚粒子对，其中一颗有可能在湮灭之前落入黑洞，另一颗就必然会被提升为实粒子。
这就违背了能量守恒定律，因此这颗粒子的质量一定是从黑洞本身质量而来，这样黑洞就形成了一种辐射，这种辐射以霍金的名字被命名为霍金辐射。
一般黑洞由于不断吸取周围的物质，吸收的物质比发出的要多得多，因而可以存活非常长的时间。
科学家们测算，一般恒星死亡产生的黑洞可以存活10^66年，而超大质量黑洞则可以活10^99年，所以宇宙的归宿至少得等所有的黑洞都蒸发掉才会明朗。
而小黑洞则辐射的能量比吸收的多，因而会逐渐失去质量。
大爆炸模型表明，大爆炸后最初的一小段时间有着极高的温度与压强，因而物质密度的简单波动就可能形成原初黑洞，但我们迄今没有发现这类黑洞，很有可能就是因为它们质量太小，到现在已经蒸发殆尽。
理论认为，大型强子对撞机也可能产生微型黑洞，但这类黑洞质量极小，在产生的瞬间就会蒸发，因而不会对地球造成任何威胁，所以也不会带来世界末日。
黑洞质量 体积 关系
黑洞质量体积关系黑洞是宇宙中最神秘而又令人着迷的天体之一。
它的质量和体积关系是研究黑洞的重要内容之一。
本文将围绕这一关系展开探讨，带领读者一窥黑洞这个奇妙而又神秘的存在。
我们需要了解什么是黑洞。
黑洞是一种质量极大、密度极高的天体，它的引力非常强大，甚至连光都无法逃逸。
黑洞的形成是由恒星的坍缩引起的，当恒星的核燃料耗尽时，引力无法克服核聚变的压力，恒星就会坍缩成一个黑洞。
那么黑洞的质量和体积有什么关系呢？根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞的质量决定了它的引力场强度，而引力场强度则决定了黑洞的体积。
简单来说，质量越大的黑洞，体积就越大。
黑洞的质量通常用太阳质量来衡量，即黑洞的质量与太阳的质量相比。
根据科学家的估算，目前已经观测到的最大质量的黑洞约为太阳质量的数百万倍，而最小质量的黑洞则可能只有太阳质量的数十倍。
而黑洞的体积则是指黑洞所占据的空间范围。
由于黑洞的引力非常强大，包括光在内的一切物质都无法逃离黑洞的吸引力，因此黑洞看起来就像是一个巨大的漆黑球体。
黑洞的体积可以通过其事件视界来衡量，事件视界是指光无法逃离黑洞的范围。
根据上述关系，我们可以得出一个结论：黑洞的质量越大，体积就越大。
这是因为质量越大的黑洞，其引力场强度越大，因此需要更大的空间来容纳其质量。
换句话说，黑洞的体积与其质量成正比。
值得一提的是，黑洞的质量和体积关系并非线性的，而是非常复杂的。
当黑洞的质量接近太阳质量时，质量和体积的关系可以近似为线性关系。
但当质量超过一定阈值后，黑洞的体积将急剧增大。
这是由于黑洞内部的物质被压缩到极限，形成了所谓的奇点，使得黑洞的体积扩张。
除了质量和体积的关系，黑洞还有许多其他的特性值得我们探索。
例如，黑洞的自转速度、电荷等都会对其质量和体积产生影响。
此外，黑洞还可以通过吸积周围的物质来增加质量，这也将进一步影响黑洞的体积。
总结起来，黑洞的质量和体积是紧密相关的。
质量越大的黑洞，体积越大。
这一关系是由黑洞的引力场决定的，而引力场又与黑洞的质量密切相关。
300倍太阳质量的恒星寿命
300倍太阳质量的恒星寿命恒星是宇宙中最常见的天体之一，它们以其巨大的质量和辐射出的巨大能量而闻名。
恒星的寿命在很大程度上取决于它们的质量，质量越大，寿命越短。
本文将以300倍太阳质量的恒星为例，探讨其寿命和相关的现象。
300倍太阳质量的恒星是一种极其庞大的恒星。
它们的质量远远超过太阳，因此它们的寿命也相对较短。
根据天文学家的估计，这样的恒星的寿命约为几百万年到一亿年。
在这样的恒星中，核聚变是主要的能量来源。
恒星的核心温度非常高，足以使氢原子核发生聚变反应，形成氦原子核。
这个过程释放出大量的能量，使恒星保持光亮和稳定。
然而，由于300倍太阳质量的恒星的质量非常大，它们的核聚变过程比较快速，导致寿命相对较短。
在恒星的演化过程中，质量越大的恒星会燃烧更多的氢，从而释放出更多的能量。
然而，这也导致了恒星的寿命变得更短。
300倍太阳质量的恒星的核心温度和压力非常高，使得聚变反应迅速进行。
这个过程比较短暂，恒星的核心很快就会耗尽氢资源。
当恒星的核心耗尽了氢，它们会发生塌缩。
在这个过程中，恒星的核心温度会进一步升高，以使氮、氧等更重的元素进行聚变反应。
这个过程释放出的能量会使外层的物质被抛射出去，形成一个巨大的恒星残骸，即超新星。
超新星爆发是恒星演化中最壮观的事件之一。
它释放出的能量相当于恒星质量的一小部分，但仍然是宇宙中最强大的爆发之一。
超新星爆发会释放出大量的物质和能量，对周围的星际空间产生巨大的影响。
这些物质和能量最终会形成新的星系和恒星。
在超新星爆发之后，300倍太阳质量的恒星会形成一个致密的天体，即黑洞。
黑洞是宇宙中最神秘和最具吸引力的物体之一。
它们有着极高的密度和强大的引力，甚至连光也无法逃脱。
黑洞的形成是恒星演化的最终阶段，它标志着恒星的生命周期的结束。
总结起来，以300倍太阳质量的恒星为例，它们的寿命相对较短，大约为几百万年到一亿年。
这是由于它们的质量非常大，核聚变过程比较快速，很快就会耗尽氢资源。
黑洞“寄生”恒星
黑洞“寄生”恒星作者：来源：《大自然探索》2024年第06期在我们生活的银河系中央，盘踞着名为人马座A*的超大质量黑洞，其质量约相当于太阳质量的430万倍。
几乎每个星系的中央都有这类中央大黑洞，还有些黑洞是大质量恒星死亡后坍缩形成的。
除了这两类最常见的黑洞，宇宙中还存在着一种非常古老的黑洞：原初黑洞。
20世纪60年代，苏联物理学家雅科夫·泽尔多维奇和英国物理学家斯蒂芬·霍金，分别计算出了原初黑洞存在的依据。
刚诞生的宇宙远没有今天那么大，也就是说今天宇宙中的一切，曾经都被局限在一个不大的区域。
由于宇宙在早期的物质分布太过密集，在其中一些物质密度过高的区域，物质会直接形成黑洞。
原初黑洞形成的条件特殊，不同原初黑洞之间的质量也天差地别——理论上最小的原初黑洞的质量仅为一枚回形针的十万分之一，大的则能接近一颗矮行星（例如冥王星）的质量。
这些古老黑洞的寿命非常长，其中蕴藏了关于宇宙形成之初的信息，因此被誉为宇宙化石。
理论上，一些诞生中的恒星在吸积周围物质时，会偶尔捕获原初黑洞，这样一来，原初黑洞就会占据这颗成型中的恒星的中央。
霍金在20 世纪70 年代首次指出这类天体的存在，这类恒星也被称为霍金星。
当霍金星内部的原初黑洞很小时，恒星和黑洞相安无事，恒星可以顺利走完整个生命周期。
但如果恒星内部的原初黑洞足够大，吞噬了太多恒星内部物质，總有一天会造成恒星内部的聚变反应戛然而止，从而让恒星提前进入红巨星阶段，并且以这种方式形成的红巨星会比正常的红巨星更暗。
以太阳为例，太阳的寿命还剩余约50 亿年，如果太阳内部存在一颗十亿分之一太阳质量的原初黑洞，那么在这个黑洞的吞噬下，太阳的核聚变燃料只能再支撑它燃烧5 亿年。
不过，根据目前掌握的信息，太阳内部存在黑洞的概率非常低。
黑洞简介[资料]
![黑洞简介[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/20d19308fd4ffe4733687e21af45b307e871f980.png)
黑洞黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。
当恒星的半径小到一定程度，小于史瓦西半径时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。
这时恒星就变成了黑洞。
说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。
由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。
然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。
黑洞引申义为无法摆脱的境遇。
2011年12月，天文学家首次观测到黑洞“捕捉”星云的过程。
史瓦西半径是任何具重力的质量之临界半径。
在物理学和天文学中，尤其在万有引力理论、广义相对论中它是一个非常重要的概念。
1916年卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在，他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。
一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。
太阳的史瓦西半径约为3千米，地球的史瓦西半径只有约9毫米。
（地球大概半径6371.004千米。
太阳就大约有70万公里的半径）史瓦西半径的由来史瓦西半径是卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild、也有翻译做卡尔·史瓦兹旭尔得）于1915年针对广义相对论方程关于球状物质分布的解，此解的一个结果是可能存在黑洞。
他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。
根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞是可以预测的。
他们发生于史瓦西度量。
这是由卡尔·史瓦西于1915年发现的爱因斯坦方程的最简单解。
根据史瓦西半径，如果一个重力天体的半径小于史瓦西半径，天体将会发生坍塌。
在这个半径以下的天体，其间的时空弯曲得如此厉害，以至于其发射的所有射线，无论是来自什么方向的，都将被吸引入这个天体的中心。
因为相对论指出任何物质都不可能超越光速，在史瓦西半径以下的天体的任何物质——包括重力天体的组成物质——都将塌陷于中心部分。
一个有理论上无限密度组成的点组成重力奇点（gravitational singularity）。
浅谈掉进黑洞的后果之争
浅谈掉进黑洞的后果之争摘要：黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体，黑洞与基本粒子和天体演化都有密切的联系。
因此，黑洞问题一直是物理学研究的一大热点。
假如宇航员掉进黑洞会发生什么，也是物理学界持续争论的话题。
本文首先分析了黑洞的形成过程以及质量、密度和寿命等性质；然后简要阐述了目前广为争论的两大理论：撕裂理论和火墙理论；最后对这一广为争论的问题进行了总结。
关键词：黑洞；撕裂理论；火墙理论引言黑洞命题最早在十八世纪由英国地质学家米歇尔提出，后经爱因斯坦预言。
黑洞问题是物理学上争论已久的热点问题，其很多奇特的性质至今还广受争议，由于黑洞无法直接被观测到，也增加了它的神秘感。
而在黑洞内部会出现什么奇特的现象，更是一个广受争论的问题。
本文则提出了一个有趣的问题：掉进黑洞会怎样？1.黑洞的形成及性质1.1 黑洞形成的过程黑洞问题自提出以来，就在科学界引起了激烈的讨论。
时至今日，黑洞仍然只是一个理论模型，近些年随着物理学的飞速发展，黑洞模型也在逐渐完善，经历了经典模型和量子模型两个阶段[1]。
经典的黑洞模型表明，黑洞区域具有极强的引力场。
而牛顿力学告诉我们，当天体的半径一定时，物质逃离这个天体所需要的速度和该天体的质量成正比。
因此当天体质量无限大时，连光线都无法逃离该天体，就形成了黑洞。
尘埃和大量气体在自身引力之下，向内坍塌收缩形成一个恒星，如果质量过小，小于太阳质量的0.08倍，导致核心温度达不到启动氢核聚变的温度，最终就形成不了恒星。
如果它们的核心处还可以进行氘核聚变，便可形成褐矮星, 褐矮星直到燃料燃烧殆尽前保持其形态不变。
如果连褐矮星都形成不了，便只有被淘汰的命运，只能变成一颗行星，绕着其他的恒星运动。
当一颗恒星度过主星系时，在引力作用下，质量和太阳一样的恒星将会坍塌成一个白矮星；质量是太阳10倍的恒星将会坍塌形成一个比白矮星密度更大的中子星；而质量是太阳30倍以上的恒星将会坍塌形成黑洞。
恒星形成黑洞质量极限
恒星形成黑洞质量极限
恒星形成黑洞的质量极限是一个重要的问题，一直以来都是天文学家致力研究的重点。
根据宇宙学理论，当一颗恒星质量超过一定大小时，它将发育成一个黑洞，而不是一颗白星。
目前为止，关于这一质量极限的具体数字还没有确切的结论。
最初，牛顿力学认为，当一颗恒星的质量超过太阳的一百倍时，就会发生黑洞形成，
但是后来理论物理学家爱因斯坦设计的相对论却给出了另一种结果，他认为：当一颗恒星
的质量超过太阳的三百倍时，就会发生黑洞形成。
但是，尽管有这一理论，但在现实中，
没有任何恒星能达到这样的质量，仅仅只有在大质量星系核心中才有足够大的恒星质量来
满足这一质量极限的要求。
在最近的研究中，有几项理论的发展也给出了不同的结论，比如最新的引力波理论给
出了不同的答案，其中提到，当恒星的质量超过五百倍太阳质量时，就会发生黑洞的形成。
但是尽管研究计算模型进一步加以验证，但是该质量极限的准确度仍未得到确切的结论。
尽管质量极限没有确认，但依然有许多方法可以用来验证现有的理论模型，比如太阳
食潮。
太阳食潮是一种定期发生的物理现象，发生时，星体（例如太阳）会形成一个气囊，可以用它来测量新生恒星的质量和密度，从而可以进一步确定恒星形成黑洞的质量极限。
总之，恒星形成黑洞的质量极限一直是天文学家研究的一个重要问题，在这方面还有
许多研究和实验来验证，希望能有更进一步的发现和研究，以期能够更加精确的确定这一
质量极限的数值。
高考物理考题一 天体质量(密度)的估算
考题一 天体质量(密度)的估算求解中心天体质量、密度的方法1.利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R 求解 由于G Mm R 2＝mg ，故天体质量M ＝gR 2G .2.利用卫星绕天体做匀速圆周运动求解(1)已知卫星的轨道半径r 和该轨道上的重力加速度g ，根据GMm r 2＝mg ，得M ＝gr 2G ；(2)已知卫星线速度v 和轨道半径r ，根据GMm r 2＝m v 2r 得M ＝r v 2G ；(3)已知卫星运转周期T 和轨道半径r ，由GMm r 2＝m 4π2T 2r 得M ＝4π2r 3GT 2；(4)已知卫星线速度v 和运转周期T ，根据GMm r 2＝m v 2πT 和r ＝v T 2π得M ＝v 3T 2πG.3.天体密度的估算一般在质量估算的基础上，利用M ＝ρ·43πR 3进行.例1 宇宙中有两颗相距无限远的恒星S 1、S 2，半径均为R 0.图1分别是两颗恒星周围行星的公转周期T 2与半径r 3的图象，则( )图1A.恒星S 1的质量大于恒星S 2的质量B.恒星S 1的密度小于恒星S 2的密度C.恒星S 1的第一宇宙速度大于恒星S 2的第一宇宙速度D.距两恒星表面高度相同的行星，S 1的行星向心加速度较大解析 两颗恒星周围的行星绕恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，变形得T 2r 3＝4π2GM .故图象的斜率越大，质量越小.故恒星S 1的质量小于恒星S 2的质量.故A 错.因为两颗恒星的半径相等，所以体积相等，故恒星S 1的密度小于恒星S 2的密度，故B 对.由G MmR 2＝m v 2R变形后得第一宇宙速度v ＝ GMR，即质量越大，第一宇宙速度越大.故恒星S 1的第一宇宙速度小于恒星S 2的第一宇宙速度，故C 错.行星向心加速度a ＝GMr 2，行星距两恒星表面高度相同，故质量越大，加速度越大，故D 错. 答案 B 变式训练1.地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化，怀疑地下有空腔区域.进一步探测发现在地面P 点的正下方有一球形空腔区域储藏有天然气，如图2所示.假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略不计.如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g ；由于空腔的存在，现测得P 点处的重力加速度大小为kg (k ＜1).已知引力常量为G ，球形空腔的球心深度为d ，则此球形空腔的体积是( )图2A.kgd GρB.kgdGρ C.(1－k )gd GρD.(1－k )gd 2Gρ答案 D解析 如果将近地表的球形空腔填满密度为ρ的岩石，则该地区重力加速度便回到正常值，因此，如果将空腔填满，地面质量为m 的物体重力为mg ，没有填满时是kmg ，故空腔填满后引起的引力为(1－k )mg ；由万有引力定律，有：(1－k )mg ＝G ρVmd 2，解得：V ＝(1－k )gd 2Gρ，D对.2.某行星外围有一圈厚度为d 的发光带(发光的物质)，简化为如图3甲所示模型，R 为该行星除发光带以外的半径.现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确地观测，发现发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r 的关系如图乙所示(图中所标量为已知)，则下列说法正确的是( )图3A.发光带是该行星的组成部分B.该行星的质量M ＝v 20RGC.行星表面的重力加速度g ＝v 20RD.该行星的平均密度为ρ＝3v 20R4πG (R ＋d )3答案 BC解析 若发光带是该行星的组成部分，则其角速度与行星自转角速度相同，应有v ＝ωr ，v 与r 应成正比，与图不符，因此该发光带不是该行星的组成部分，故A 错误，发光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，则有：G Mm r 2＝m v 2r 得该行星的质量为：M ＝v 2r G；由题图知，r ＝R 时，v ＝v 0，则有：M ＝v 20R G .故B 正确.当r ＝R 时有mg ＝m v 2R ，得行星表面的重力加速度g ＝v 20R ，故C 正确.该行星的平均密度为ρ＝M 43πR 3＝3v 204πGR 2，故D 错误，故选B 、C.3.“嫦娥二号”绕月卫星于10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功.“嫦娥二号”新开辟了地月之间的“直航航线”，即直接发射至地月转移轨道，再进入距月面约h ＝1×105 m 的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动.设月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g 月，万有引力常量为G ，则下列说法正确的是( ) A.由题目条件可知月球的平均密度为3g 月4πGRB.“嫦娥二号”在工作轨道上绕月球运行的周期为2π R G 月C.“嫦娥二号”在工作轨道上的绕行速度为g 月(R ＋h )D.“嫦娥二号”在工作轨道上运行时的向心加速度为(R R ＋h )2g 月答案 AD解析 在月球表面重力与万有引力相等，由G mM R 2＝mg 月可得月球质量M ＝g 月R 2G ，据密度公式可得月球密度ρ＝MV ＝g 月R 2G 43πR 3＝3g 月4πGR，故A 正确；根据万有引力提供圆周运动的向心力有 G Mm (R ＋h )2＝m (R ＋h )4π2T 2，可得周期T ＝ 4π2(R ＋h )3GM＝ 4π2(R ＋h )3g 月R 2，故B 错误；根据万有引力提供圆周运动的向心力有 G mM(R ＋h )2＝m v 2R ＋h可得“嫦娥二号”绕行速度v ＝GMR ＋h＝ g 月R 2R ＋h，故C 错误； 根据万有引力提供圆周运动的向心力有 G mM (R ＋h )2＝ma ， 可得“嫦娥二号”在工作轨道上的向心加速度 a ＝GM (R ＋h )2＝(R R ＋h)2g 月，故D 正确. 考题二 人造卫星问题解答卫星问题的三个关键点 1.根据G Mmr2＝F向＝m v 2r ＝mrω2＝mr 4π2T2＝ma ，推导、记忆v ＝ GMr、ω＝ GMr 3、T ＝ 4π2r 3GM 、a ＝GMr2等公式. 2.理解掌握第一宇宙速度的意义、求法及数值、单位.3.灵活应用同步卫星的特点，注意同步卫星与地球赤道上物体的运动规律的区别与联系.例2 (·江苏·7)如图4所示，两质量相等的卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动，用R 、T 、E k 、S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积.下列关系式正确的有( )图4A.T A >T BB.E k A >E k BC.S A ＝S BD.R 3A T 2A ＝R 3B T 2B解析 由GMm R 2＝m v 2R ＝m 4π2T 2R 和E k ＝12m v 2可得T ＝2π R 3GM， E k ＝GMm 2R ，因R A >R B ，则T A >T B ，E k A <E k B ，A 对，B 错； 由开普勒定律可知，C 错，D 对. 答案 AD 变式训练4.(·全国丙卷·14)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( ) A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 答案 B解析 开普勒在天文观测数据的基础上总结出了开普勒天体运动三定律，找出了行星运动的规律，而牛顿发现了万有引力定律.5.水星或金星运行到地球和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星凌日”.已知地球的公转周期为365天，若将水星、金星和地球的公转轨道视为同一平面内的圆轨道，理论计算得到水星相邻两次凌日的时间间隔为116天，金星相邻两次凌日的时间间隔为584天，则下列判断合理的是( ) A.地球的公转周期大约是水星的2倍 B.地球的公转周期大约是金星的1.6倍 C.金星的轨道半径大约是水星的3倍D.实际上水星、金星和地球的公转轨道平面存在一定的夹角，所以水星或金星相邻两次凌日的实际时间间隔均大于题干所给数据 答案 BD解析 水星相邻两次凌日的时间间隔为t ＝116天， 设水星的周期为T 1，则有：2πT 1t －2πT 2t ＝2π， 代入数据解得T 1≈88天，可知地球公转周期大约是水星的4倍，故A 错误； 金星相邻两次凌日的时间间隔为584天，设金星的周期为T 3，则有：2πT 3t －2πT 2t ＝2π，代入数据解得T 3≈225天，可知地球的公转周期大约是金星的1.6倍，故B 正确； 根据G Mm r 2＝mr (2πT )2，得r ＝ 3GMT 24π2，因为水星的公转周期大约是金星的0.4倍，则水星的轨道半径大约是金星的0.5倍，故C 错误；由所给资料，若运行轨道平面不存在夹角，那么行星凌日间隔时间会与理论时间一致，而实际与理论不同，故运行轨道平面必然存在夹角，故D 正确.考题三 双星与多星问题1.双星问题的模型构建对于做匀速圆周运动的双星问题，双星的角速度(周期)以及向心力大小相等，基本方程式为G M 1M 2L 2＝M 1r 1ω2＝M 2r 2ω2，式中L 表示双星间的距离，r 1，r 2分别表示两颗星的轨道半径，L ＝r 1＋r 2.2.做匀速圆周运动的双星问题中需要注意的几个关键点(1)双星绕它们连线上的某点做匀速圆周运动，两星轨道半径之和与两星距离相等； (2)双星做匀速圆周运动的角速度必相等，因此周期也必然相等；(3)双星做匀速圆周运动的向心力由双星间相互作用的万有引力提供，大小相等；(4)列式时须注意，万有引力定律表达式中的r 表示双星间的距离，而不是轨道半径(双星系统中两颗星的轨道半径一般不同).抓住以上四个“相等”，即向心力、角速度、周期相等，轨道半径之和与两星距离相等，即可顺利求解此类问题.例3 (12分)天体A 和B 组成双星系统，围绕两球心连线上的某点做匀速圆周运动的周期均为T .天体A 、B 的半径之比为2∶1，两天体球心之间的距离为R ，且R 远大于两天体的半径.忽略天体的自转，天体A 、B 表面重力加速度之比为4∶1，引力常量为G ，求A 天体的质量. [思维规范流程]每式各2分. 变式训练6.美国在2月11日宣布“探测到引力波的存在”.天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是一个36倍太阳质量的黑洞和一个29倍太阳质量的黑洞合并事件.假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小.若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其他星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是( ) A.这两个黑洞运行的线速度大小始终相等B.这两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等C.36倍太阳质量的黑洞轨道半径比29倍太阳质量的黑洞轨道半径大D.随两个黑洞的间距缓慢减小，这两个黑洞运行的周期也在减小 答案 D解析 这两个黑洞共轴转动，角速度相等，根据v ＝ωr 可知，由于不知道两个黑洞的转动半径关系，所以线速度大小不一定相等，故A 错误；根据a ＝ω2r 可知，由于不知道两个黑洞的转动半径关系，所以向心加速度大小不一定相等，故B 错误；两个黑洞都是做圆周运动，则Gm 1m 2r 2＝m 1ω2r 1＝m 2ω2r 2，可以得到半径与质量成反比关系，质量大的半径小，故选项C 错误；根据G m 1m 2r 2＝m 14π2r 1T 2可得，m 2＝4π2r 2GT 2r 1，根据G m 1m 2r 2＝m 24π2r 2T 2可得，m 1＝4π2r 2T 2r 2，所以m 1＋m 2＝4π2r 2GT 2(r 1＋r 2)＝4π2r 3GT 2，当m 1＋m 2不变时，r 减小，则T 减小，即双星系统运行周期会随间距减小而减小，故D 正确.7.由三颗星体构成的系统，叫做三星系统.有这样一种简单的三星系统：质量刚好都相同的三个星体a 、b 、c 在三者相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O 在三角形所在的平面内做相同周期的圆周运动，若三个星体的质量均为m ，三角形的边长为a ，万有引力常量为G ，则下列说法正确的是( ) A.三个星体做圆周运动的轨道半径为a B.三个星体做圆周运动的周期均为2πaa3GmC.三个星体做圆周运动的线速度大小均为3GmaD.三个星体做圆周运动的向心加速度大小均为3Gma 2答案 B解析 由几何关系知，它们的轨道半径为r ＝a 232＝33a ，故A 错误；根据合力提供向心力有：2·Gm 2a 2cos 30˚＝ma ′＝m v 2r ＝mr 4π2T 2，得星体做圆周运动的周期为：T ＝2πa a3Gm，线速度为：v ＝Gm a ，向心加速度为：a ′＝3Gma2，故B 正确，C 、D 错误. 专题规范练1.有研究表明，目前月球远离地球的速度是每年3.82±0.07 cm.则10亿年后月球与现在相比( )A.绕地球做圆周运动的周期变小B.绕地球做圆周运动的加速度变大C.绕地球做圆周运动的线速度变小D.地月之间的引力势能变小 答案 C解析 对月球进行分析，根据万有引力提供向心力，则：GMm r 2＝m (2πT)2r ，则：T ＝4π2r 3GM，由于半径变大，故周期变大，故选项A 错误.根据GMm r 2＝ma ，则：a ＝GMr 2，由于半径变大，故加速度变小，故选项B 错误；根据GMmr 2＝m v 2r，则v ＝GMr，由于半径变大，故线速度变小，故选项C 正确；由于月球远离地球，万有引力做负功，故引力势能变大，故选项D 错误.2.3月8日，马来西亚航空公司从吉隆坡飞往北京的航班MH370失联，MH370失联后多个国家积极投入搜救行动，在搜救过程中卫星发挥了巨大的作用.其中我国的北斗导航系统和美国的GPS 导航系统均参与搜救工作，北斗导航系统包含5颗地球同步卫星，而GPS 导航系统由运行周期为12小时的圆轨道卫星群组成，下列说法正确的是( ) A.发射人造地球卫星时，发射速度只要大于7.9 km/s 就可以 B.北斗同步卫星的线速度与GPS 卫星的线速度之比为312C.北斗同步卫星的机械能一定大于GPS 卫星的机械能D.卫星向地面上同一物体拍照时，GPS 卫星的拍摄视角小于北斗同步卫星的拍摄视角 答案 B解析 发射不同的人造地球卫星，发射速度要求是不相同的，故A 错；北斗同步卫星的周期是24 h ，GPS 导航系统卫星的周期为12小时，根据开普勒第三定律可得半径比为34，万有引力提供向心力，由v ＝GMr ，得线速度之比为312，B 对；不知道北斗同步卫星和GPS 卫星的质量，无法比较机械能，C 错；GPS 卫星半径小于北斗同步卫星运动半径，得GPS 卫星的拍摄视角大于北斗同步卫星的拍摄视角，D 错.3.(多选)我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星 500”的模拟实验活动.假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的12，质量是地球质量的19.已知地球表面的重力加速度是g ，地球的半径为R ，王跃在地球表面能竖直向上跳起的最大高度为h ，忽略自转的影响.下列说法正确的是( ) A.火星的密度为2g3πGRB.火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等C.火星表面的重力加速度为4g 9D.王跃在火星表面能竖直向上跳起的最大高度为9h4答案 ACD4.(·四川理综·3)国务院批复，自起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km ，远地点高度约为2 060 km ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km 的地球同步轨道上.设东方红一号在远地点的加速度为a 1，东方红二号的加速度为a 2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a 3，则a 1、a 2、a 3的大小关系为( ) A.a 2＞a 1＞a 3 B.a 3＞a 2＞a 1 C.a 3＞a 1＞a 2 D.a 1＞a 2＞a 3答案 D解析 由于东方红二号卫星是同步卫星，则其角速度和赤道上的物体角速度相等，根据a ＝ω2r ，r 2>r 3，则a 2>a 3；由万有引力定律和牛顿第二定律得，G Mmr 2＝ma ，由题目中数据可以得出，r 1<r 2，则a 2<a 1；综合以上分析有，a 1>a 2>a 3，选项D 正确.5.(·天津理综·3)如图1所示，我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接.假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是( )图1A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 答案 C解析 若使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速，所需向心力变大，则飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道，不能实现对接，选项A 错误；若使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速，所需向心力变小，则空间实验室将脱离原轨道而进入更低的轨道，不能实现对接，选项B 错误；要想实现对接，可使飞船在比空间实验室半径小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间实验室轨道，逐渐靠近空间实验室后，两者速度接近时实现对接，选项C 正确；若飞船在比空间实验室半径小的轨道上减速，则飞船将进入更低的轨道，不能实现对接，选项D 错误.6.(多选)已知地球自转周期为T 0，有一颗与同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径的四分之一，该卫星两次在同一城市的正上方出现的时间间隔可能是( ) A.T 04 B.3T 04 C.3T 07 D.T 07答案 CD解析 设地球的质量为M ，卫星的质量为m ，运动周期为T ，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，有：GMm r 2＝4π2mrT2，解得：T ＝2πr 3GM. 同步卫星的周期与地球自转周期相同，即为T 0.已知该人造卫星的运行半径为同步卫星轨道半径的四分之一，所以该人造卫星与同步卫星的周期之比是：T T 0＝r 3(4r )3＝18，解得T ＝18T 0.设卫星至少每隔t 时间才在同一地点的正上方出现一次，根据圆周运动角速度与所转过的圆心角的关系θ＝ωt 得：2πT t ＝2n π＋2πT 0t ，解得t ＝nT 07，当n ＝1时t ＝T 07，n ＝3时t ＝3T 07，故A 、B 错误，C 、D 正确.7.据新华社北京3月21日电，记者21日从中国载人航天工程办公室了解到，已在轨工作1 630天的“天宫一号”目标飞行器在完成与三艘神舟飞船交会对接和各项试验任务后，由于超期服役两年半时间，其功能已于近日失效，正式终止了数据服务.根据预测，“天宫一号”的飞行轨道将在今后数月内逐步降低，并最终进入大气层烧毁.若“天宫一号”服役期间的轨道可视为圆且距地面h (h ≈343 km)，运行周期为T ，地球的半径为R ，下列关于“天宫一号”的说法正确的是( )A.因为“天宫一号”的轨道距地面很近，其线速度小于同步卫星的线速度B.女航天员王亚平曾在“天宫一号”中漂浮着进行太空授课，那时她不受地球的引力作用C.“天宫一号”进入外层稀薄大气一小段时间内，克服气体阻力的功小于引力势能的减小量D.由题中信息可知地球的质量为4π2R 3GT 2答案 C解析 根据万有引力提供向心力可知：G Mmr 2＝m v 2r，解得：v ＝GMr，由于“天宫一号”的轨道半径小于同步卫星的半径，则其线速度大于同步卫星的线速度，故A 错误；航天员在“天宫一号”中处于失重状态，地球对她的万有引力提供她随“天宫一号”围绕地球做圆周运动的向心力，不是不受地球的引力作用，故B 错误；根据动能定理可知引力与空气阻力对“天宫一号”做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少，即“天宫一号”克服气体阻力做的功小于引力势能的变化，故C 正确； 根据万有引力提供向心力可知， G Mm(R ＋h )2＝m 4π2(R ＋h )T 2， 解得：M ＝4π2(R ＋h )3GT 2，故D 错误.8.宇宙间是否存在暗物质是物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命.为了探测暗物质，我国在12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星.已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t (t 小于其运动周期)，运动的弧长为L ，与地球中心连线扫过的角度为θ(弧度)，引力常量为G ，则下列说法中正确的是( )A.“悟空”的质量为L 3Gθt 2B.“悟空”的环绕周期为2πtθC.“悟空”的线速度大于第一宇宙速度D.“悟空”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度 答案 B解析 “悟空”绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，只能求出地球质量，不能求出“悟空”的质量，故A 错误；“悟空”经过时间t (t 小于“悟空”的周期)，它运动的弧长为L ，它与地球中心连线扫过的角度为θ(弧度)，则“悟空”的角速度为：ω＝θt ，周期T＝2πω＝2πtθ，故B 正确；“悟空”在低于地球同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有：GMmr 2＝m v 2r，得v ＝GMr，可知卫星的轨道半径越大，速率越小，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，故“悟空”在轨道上运行的速度小于地球的第一宇宙速度，故C 错误；由GMm r 2＝ma 得：加速度a ＝G Mr 2，则知“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故D 错误.9.一半径为R 、密度均匀的自行旋转的行星，其赤道处的重力加速度为极地处重力加速度的n 倍(n ＜1).求该行星的同步卫星距离地面的高度.答案 (311－n－1)R 解析 设行星的质量为M ，自转的角速度为ω，其极地处的重力加速度为g .对质量为m 1的物体位于极地和赤道时，根据万有引力定律 G Mm 1R2＝m 1g G Mm 1R2－nm 1g ＝m 1Rω2 设同步卫星的质量为m 2，距离地面的高度为h ，根据万有引力定律 G Mm 2(R ＋h )2＝m 2(R ＋h )ω2 整理得h ＝ (311－n－1)R . 10.假设某天你在一个半径为R 的星球上，手拿一只小球从离星球表面高h 处无初速度释放，测得小球经时间t 落地.若忽略星球的自转影响，不计一切阻力，万有引力常量为G .求： (1)该星球的质量M ；(2)在该星球上发射卫星的第一宇宙速度大小v . 答案 (1)2hR 2Gt 2 (2)2hRt解析 (1)根据h ＝12gt 2可知g ＝2ht 2由GMmR 2＝mg 可得M ＝2hR 2Gt2(2)根据GMmR 2＝mg ＝m v 2R可得v ＝2hRt.。
太阳会变成一个黑洞吗
太阳会变成一个黑洞吗张天蓉【摘要】太阳最后会变成一个黑洞吗？答案是:不会.因为太阳的质量比较小,不会演化为黑洞.太阳将在几十亿年后,经过“体积巨大、光芒四射”的红巨星阶段,最后形成一个致密的白矮星.白矮星密度极高,一个质量和太阳差不多的白矮星,大小却只有地球那么大,即太阳直径的百分之一.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2016(038)006【总页数】5页(P456-460)【关键词】太阳;黑洞;白矮星【作者】张天蓉【作者单位】【正文语种】中文黑洞按其质量大小可分为三类：超重黑洞、恒星黑洞、微型黑洞。
超重黑洞的质量巨大，可以是太阳质量的几百万到几百亿倍。
天文观测资料证明，许多星系的中心，都是一个巨大的超重黑洞。
比如说，我们所在的银河系的中心，被称为人马座A*的位置，就可能是一个质量大约等于400万个太阳质量的超重黑洞。
微型黑洞则恰恰相反，质量很小，小到可以和微观世界的基本粒子相比较，必须用量子理论来研究它的规律，因而也被称为量子黑洞或迷你黑洞。
恒星黑洞则顾名思义，其质量大小与恒星的质量大小相当。
超重黑洞和恒星黑洞在宇宙中存在，已经被天文观测所证实。
量子黑洞谁也没见过，还只能算是一种理论假设。
科学家们认为它们有可能产生于宇宙大爆炸的初期，或者是大型强子对撞机的粒子反应中，但至今尚未被观测到，还需等待实验的证实。
恒星黑洞不仅仅质量与恒星相当，实际上就是恒星经过“引力塌缩”演化的最终结局。
太阳也是恒星，那么，太阳最后会变成一个黑洞吗？答案是：不会。
为什么呢？我们得从恒星的演化过程慢慢谈起。
星星也和人一样，有“生老病死”。
不过，星星的寿命要比人类个体的寿命长得多，经常都需要以“亿年”为单位来计算！人生易老天难老啊。
天体物理学家们最感兴趣的是恒星的演化。
因为从天文观测的角度看，只有恒星才会主动发光，而行星只是被动地反射或折射恒星发出的光线而已。
恒星的质量较大，强大的万有引力使它们“心中燃着一把火”，也使得它们的生命过程轰轰烈烈、多姿多彩、急遽变化。
人类进入黑洞会死亡吗
人类进入黑洞会死亡吗如果我们站在黑洞的旁边会怎样?如果太阳成为黑洞，地球会灭亡吗?半个世纪以来，有关太阳成为黑洞，将导致地球与人类灭亡的论断和预言一直是世界科学家所关注的问题，下面是小编为大家带来的有关人类进入黑洞会死亡吗的天文地理。
黑洞会死亡吗英国物理学家史迪芬.霍金提出的黑洞蒸发理论中提到黑洞也会向外发散物质，并且由于物质的发散，最终使得黑洞死亡。
一般来说黑洞的质量越大，其寿命周期约短。
反之，则越快。
因为黑洞越大蒸发越慢。
黑洞外的真空中，随机地产生大量的正粒子─反粒子对，假设一颗粒子拥有正能量的话，另一颗粒子拥有负能量，拥有负能量的粒子是不可能长期存在的，它必需在极短内和拥有正能量粒子重新结合。
大部份的粒子对都只会随生随灭。
部份粒子可能被黑洞的强大引力分开，负能量粒子无余力抵抗强大的引力，只有堕进黑洞之内，拥有正能量的粒子，部分有能力逃离黑洞，在外面看来，就好像黑洞会放射粒子一样。
掉进黑洞内的负能量粒子比正能量粒子多，黑洞的质量会被负能量粒子吃掉，造成黑洞质量下降，黑洞越小，黑洞的蒸发的速度会越高，最后在宇宙中消失。
拥有负能量的粒子，可以是正粒子，亦可以是反粒子。
所以说黑洞会死亡的。
进入黑洞会到达哪里认为时间空间的唯一性怠厂糙断孬登茬券长猾只是我们生活在三维世界的习惯，科学的发展程度对于这些问题来说太慢了，过早的提出这种问题只能是扩展思维，不会得到你想要的答案的。
电影《致命魔术》中有一句话”超过这个时代的科学是不会被认可的。
“，这话说得在理，虽然科学本身造就了现实结果，但是时代的思维与科学技术构不成交集，现实结果也就变成了魔术般的骗人把戏。
今年新上映的《星际穿越》的导演对黑洞、虫洞、多维空间等物理学问题用电影表达了他本人的思维和假设，这些假设都属于物理学界的主流假设，当然还有很多假设，给人们一种新思维方式。
至于你说的有人进过黑洞么，我只能说地球人都没见过黑洞，更别说进过了，进去能到哪也就别提了。
天文漫谈-期末论文-黑洞
黑洞漫谈匡亚明学院2011级理强张梦陶 111242054一黑洞的预言(1)拉普拉斯预言的黑洞：早在1800 年，拉普拉斯（第一个提出星云假说的人）就指出，一个物体的表面积和密度越大，那么它的表面引力和逃逸速度也就越大。
物体的大面积和大质量相结合会产生很大的表面引力，以至于它的逃逸速度将等于甚至超过光速，在这种情况下，物体不向外发光。
当时，这个假设只被认为是个理想的推测，因为关于物体处于上述状态时的极大面积和极稠密度，我们还一无所知。
公式：但是，要指出的是暗星不同于广义相对论的黑洞，因为：•暗星仍由普通物质构成，这些物质能够支撑起自己不会塌缩•光子的逃逸半径更大•不是时空弯曲的结果•可以有超光速的粒子逃逸出去(2) 史瓦西预言的黑洞爱因斯坦的广义相对论预言，一定质量的天体，将对周围的空间产生影响而使他们“弯曲”。
弯曲的空间会迫使其附近的光线发生偏转。
例如太阳就会使经过其边缘的遥远星体光线发生1.75弧秒的偏转。
由于太阳的光太强，人们无法观看太阳附近的情景。
1919年，一个英国日全蚀考察队终于观测到太阳附近的引力偏转现象，爱因斯坦因此成了家喻户晓的明星。
爱因斯坦创立广义相对论之后第二年（1916年），德国天文学家卡尔•史瓦西（Karl Schwarzschild，1873～1916年）通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面──“视界”，一旦进入这个界面（图3-3），即使光也无法逃脱。
这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰•阿奇巴德•惠勒（John Archibald Wheeler）命名为“黑洞”。
1915年，Einstein 方程：史瓦西从“爱因斯坦引力方程”求得了类似拉普拉斯预言的结果，即一个天体的半径如果小于“史瓦西半径”，那么光线也无法逃脱它的引力。
这个史瓦西半径的范围可以按照下式估算：其中，没是天体质量，c是光速。
天文学概念知识：星系中的恒星寿命和演化
天文学概念知识：星系中的恒星寿命和演化在星系中，恒星是宇宙中最重要的天体之一。
从我们的太阳到最亮的巨星，恒星们的寿命和演化非常复杂和有趣。
下面，就让我们一起来了解一下星系中恒星的寿命和演化。
恒星的形成恒星的形成源于一块分子云，该云中的气体和尘埃不断地被吸引到一起，因为它们之间的引力相互作用而形成一个更加密度的区域。
这个区域越来越小，密度越来越高，发生聚变的温度也越高。
当聚变开始发生时，核心的温度达到了10,000,000°C以上，就会形成一颗新的恒星。
恒星的寿命从形成开始，恒星的寿命是有限的。
其寿命取决于其质量，质量越大的恒星，寿命则越短。
根据理论估算，质量为太阳质量的恒星，其寿命在100亿年左右；质量为太阳的2倍的恒星，其寿命在数百万年左右；质量为太阳的10倍以上的恒星寿命只有几百万年，最终将以超新星爆发而终止。
恒星的演化恒星的演化也是多种多样的。
其中最受人们关注的是太阳的演化。
太阳的演化分为三个主要阶段：主序、巨星和白矮星。
在主序阶段，太阳通过核聚变过程将氢合成为氦，将其放出的能量向外传递，并保持平衡。
在这个阶段中，太阳的质量不会发生太大的变化，会持续约100亿年。
之后，太阳开始变成巨星，此时核心燃料耗尽，外部层开始膨胀。
巨星阶段维持时间在1亿年左右。
最后，在白矮星阶段，太阳释放出了外层气体，核心坍缩成极致后变成一个极其稠密的球体。
恒星的死亡如前所述，恒星的寿命取决于其质量大小，质量越大者其寿命也就越短。
对于那些死亡的恒星，如果其质量小于8倍太阳质量，它们将会逐渐变暗并释放出它们的外层，成为宇宙中广泛存在的白矮星。
对于那些大于8倍太阳质量的恒星，他们将会在自己的内部耗尽所有的燃料，随后塌缩成一个超级致密天体，这个天体被称为中子星。
如果其质量超过约三个太阳质量，其内部将易于自行塌缩成一个黑洞。
总结此外，不同的恒星类型，譬如红矮星和巨星等之间的演化过程也各不相同。
总之，每颗恒星都有一个独特的寿命和演化方式，但共同的是它们都是宇宙中最重要的元素之一。
物理科普大全(陕西省扶风县法门高中722201)--关于黑洞的知识
物理科普大全（陕西省扶风县法门高中722201）--关于黑洞的知识黑洞是宇宙中最神奇也是最神秘的天体之一，人类对于黑洞的研究可以追溯到104年前，一位名叫施瓦西的的天文学家在计算时发现了一个爱因斯坦的广义相对论场方程的解，这个解表明，如果一个静态球对称星体的半径小于某一个特定值(史瓦西半径)，这个星体就会存在一个边界，只要进入了这个边界，即使是光都无法逃出。
美国物理学家约翰惠勒给这种不可思议的星体起了个名字——黑洞。
恒星是宇宙中的巨人，他们产生着巨大的引力，这种引力不仅影响着围绕它运动的行星，同样影响着恒星自身，在引力的作用下，恒星具有坍缩的趋势，不过恒星的内核不停进行的高强度核反应，核反应提供的辐射压和恒星自身的引力相互对抗，形成了一种平衡，不过这种平衡在恒星暮年开始被逐渐打破。
在恒星暮年的时候，恒星内核的核燃料消耗殆尽，核反应不再能提供可以与引力对抗的辐射压，恒星就开始疯狂的坍缩，但是此时恒星距离黑洞还有一定的距离，想要变为黑洞，恒星还必须克服两大障碍——电子简并压与中子简并压。
在微观世界，像电子中子这样的费米子都具有一定的自闭症，它们不愿意跟别的同种费米子共享同一个状态。
如果两个电子空间距离很近，那他们速度差距就会很大，以保证它们不会在相近的距离内相处太久，如果两个电子速度很接近，那他们空间距离就应该相距很远，以保证它们不会碰到彼此，这就提供了一种同种费米子之间的相互排斥。
这种特性是由物理学家泡利发现的，又称为泡利不相容原理。
黑洞会死亡吗？黑洞的诞生标志着大质量恒星的死亡，但是黑洞是不是也会死亡呢？实际上确实很有可能，而黑洞的直接死因可能就是——霍金辐射。
在介绍霍金辐射之前，我们需要先聊一聊量子场论中的真空的概念。
大家或许经常听到一个说法叫真空不空，看似一无所有的真空实际上充斥着各种各样粒子的场，电子场，夸克场，希格斯玻色子场……，而基本粒子们则是各自的场所对应的激发态，正粒子对应正的频率，反粒子对应负的频率。
霍金对物理学的贡献
霍金对物理学的贡献2018年3月14日，英国物理学家霍金在轮椅上走完了他的一生，享年76岁。
霍金的一生极富传奇性。
他以一副病躯，执着于思考宇宙、黑洞、时空等深奥的主题。
一般人以这样的身体条件，大概能对科学泛泛地有所了解就已经很不错了，而霍金对宇宙的研究，可以说代表了当前人类对宇宙认识的高峰，所以他本人，早已成为人类强大的精神可以战胜脆弱的肉体的一个象征。
在这篇文章里，让我们来盘点一下他留给我们的精神遗产——他对物理学的贡献。
证明黑洞内部必存在奇点霍金一生的工作是跟黑洞联系在一起的，我们就从黑洞谈起。
2017年因引力波研究获诺贝尔物理学奖的美国物理学家基普·索恩在一本书中写道：“在人类大脑所有的概念中，包括氢弹、独角兽，最为奇特的可能就是黑洞。
它有确定的边界，任何东西都会掉进去却没有东西能逃出来。
它有极强的引力场，以至光线也在它的掌握之中。
它扭曲了空间和时间。
像那些奇形怪状的野兽一样，黑洞似乎更适合安居在科学幻想或古老的神话里，而不是现实的宇宙中。
然而现代物理学定律确实预言了黑洞的存在。
银河系里就可能有上1/ 8百万个黑洞。
”黑洞有两大特征：一是中心藏着一个密度无限大的点，叫奇点；二是外围有一个圈，叫视界。
那是黑洞内外的分界线，外界的东西一过视界，连光也休想再从里面出来。
不过要注意，视界并非实体。
你要是掉进黑洞，在往奇点坠落的过程中是感觉不到视界的存在的。
如今，这两点已是关于黑洞的常识，但在上个世纪60年代，即霍金刚踏入学术圈的时候，大家却对奇点的存在深表怀疑。
因为它的密度无限大，这一点让物理学家接受不了。
在他們眼里，出现无限大，意味着预言黑洞存在的广义相对论有什么地方错了。
让物理学家不得不直面奇点的是英国物理家彭罗斯和霍金。
1965年，他们在黑洞研究中引入拓扑学，从数学上严格证明：在广义相对论框架内，每个黑洞内部必然藏有一个密度无限大的奇点；要想让黑洞中心不出现奇点，是不可能的。
这一结论被称为黑洞的“彭罗斯-霍金奇性定理”。
(常考题)人教版高中物理选修三第五章《原子核》检测题(有答案解析)(3)
一、选择题1．(0分)[ID ：130925]下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变 C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量 D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流 2．(0分)[ID ：130921]下列说法正确的是（ ） A ．2382349290U Th X →+中X 为电子，核反应类型为β衰变 B ．234112H+H He+Y →中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr+K →，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变 D ．14417728N+He O+Z →，其中Z 为氢核，核反应类型为轻核聚变3．(0分)[ID ：130913]放射性同位素14C 在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C 残存量，就可推算出化石的年代，为研究14C 的衰变规律，将一个原来静止的14C 原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切圆，圆的半径之比R ：r =7：1，如图所示，那么14C 的衰变方程式应是（ ）A ．14104642C Be+He → B ．14140651C Be+e → C ．1414671C N+e -→D ．14131651C B+H →4．(0分)[ID ：130909]现有核电站是利用核能发电，对于缓解能源危机起到了重要作用。
我们现在利用核能发电主要是利用了（ ） A ．重核的裂变 B ．轻核的聚变C ．两种方式共存D ．核能发电对环境污染严重5．(0分)[ID ：130908]碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过24天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ） A ．二分之一B ．四分之一C ．八分之一D ．十六分之一6．(0分)[ID ：130895]一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238234492902U Th+He →.下列说法正确的是（ ）A ．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D ．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量7．(0分)[ID ：130863]关于天然放射线性质的说法正确的是（） A ．γ射线就是中子流 B ．α射线有较强的穿透性 C ．β射线是高速电子流D ．电离本领最强的是γ射线8．(0分)[ID ：130861]在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为A ．14014615C e B →+ B ．14410624C He B e →+ C ．14214615C H B →+D ．14146-17C e N →+9．(0分)[ID ：130951]原子核23892U 在天然衰变为20682Pb 的过程中，所经过的α衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（ ） A ．8、10、22B ．10、22、8C ．22、8、10D ．8、22、1010．(0分)[ID ：130950]研究表明，中子（10n ）发生β衰变后转化成质子和电子，同时放出质量可视为零的反中微子e ν。
黑洞的寿命
黑洞的寿命黑洞会因为霍金辐射而损失质量，一般黑洞的寿命非常长，比我们宇宙年龄还要高几十个数量级。
科学家刚接触黑洞时，认为黑洞只进不出，这也是广义相对论的直接推论；但是在上世纪末，英国著名科学家霍金，通过理论研究发现，黑洞会因为量子力学效应向外辐射能量，既霍金辐射。
霍金辐射的原理：在量子力学中，由于时间和能量的不确定性原理，会导致真空在微观尺度出现量子涨落，生成虚粒子；如果这一现象发生在黑洞视界处，就会产生实粒子脱离黑洞的情况，在外界看来，就是黑洞向外辐射了能量。
在相对论中，能量和质量是统一的，所以黑洞会因为霍金辐射损失质量，这一理论也叫做“黑洞蒸发理论”。
霍金老爷子经过计算发现，对于史瓦西黑洞，黑洞的辐射温度和黑洞质量呈反相关，也就是说黑洞质量越大辐射温度越高，黑洞质量越小辐射温度越低。
如果黑洞不继续吸收周围的物质，那么黑洞就会因为霍金辐射逐渐损失质量，当它质量损失完后就会彻底消失，这就是一个黑洞的理论寿命。
经过理论计算，大质量黑洞的寿命都是非常长的，比如：（1）十亿吨质量的黑洞，史瓦西半径只有原子核大小，寿命大约和我们宇宙年龄（138亿年）差不多；（2）地球质量大小的黑洞，寿命是10^48年数量级，是我们宇宙年龄的5万亿亿亿亿倍之多；（3）太阳质量大小的黑洞，寿命是10^65年数量级；（4）宇宙中质量最大的黑洞，寿命是10^1000年数量级；对于恒星演化末期形成的黑洞，质量都大于太阳质量的好几倍，它们的寿命相对于我们宇宙年龄来说，几乎就是无限长的，而且这些黑洞还在不断地吸收周围物质。
黑洞的质量理论上也可以很小，但是质量越小的黑洞，辐射温度也越强，蒸发也越快；科学家预测在宇宙大爆炸时，产生了许多小质量黑洞，即原生黑洞，不过目前还没有原生黑洞存在的实际证据。
黑洞寿命公式
黑洞寿命公式
黑洞寿命公式是一个描述黑洞衰变的物理公式，它是由斯蒂芬·霍金在1974年提出的。
这个公式表明，黑洞的寿命与它的质量有关，质量越小，寿命越短。
具体来说，黑洞的寿命公式为：
t = (5120πG^2M^3)/(ℏc^4)
其中，t表示黑洞的寿命，G是引力常数，M是黑洞的质量，ℏ是普朗克常数除以2π，c是光速。
这个公式的意义是，黑洞在一定时间内会通过辐射损失质量，最终消失。
这种辐射被称为“霍金辐射”，它是由于黑洞周围的虚粒子和反虚粒子对的产生和湮灭而产生的。
在这个过程中，一些虚粒子被吸入黑洞，而另一些虚粒子则被排出黑洞，这样黑洞就会失去一些质量。
随着时间的推移，黑洞的质量会越来越小，最终消失。
这个公式的推导是基于量子力学和广义相对论的结合，它是黑洞物理学的重要成果之一。
它的发现使得人们对于黑洞的认识更加深入，也为研究黑洞的演化提供了重要的理论基础。