黑洞由燃料耗尽的恒星形成,且恒星的质量大于2~3倍太阳质量。
恒星的能量来源于氢聚变为氦所释放的能量。
恒星质量越大,内部压力越高,温度也越高,当内部温度达到2千万度就能开始核聚变。
只有内部一小部分的氢参与聚变,其外的氢因为温度达不到而不会发生聚变。
外层的氢需要依靠对流进入聚变层。
质量越小的恒星对流越顺畅,几乎所有的氢都会参与聚变,所以小质量的恒星寿命长。
质量越大的恒星对流越困难,只有少量的氢能对流进聚变层。
质量越大的恒星,内部温度越高,聚变反应越剧烈,消耗氢也更快。
一旦氢不能及时进入聚变层,氢聚变就会停止。
从氢聚变开始到结束这段时间的恒星称为主序星。
聚变产生的高温能抵抗恒星质量的引力,不至于被质量无限压缩。
当氢聚变停止后,没有足够能量产生,不能抵抗引力,恒星会继续向中心压缩。
压力也会产生高温,压缩到一定程度,温度升高到能触发氦聚变,氦聚变为碳。
氦聚变会对一路高歌猛进的引力产生一个向外的推力,把整个恒星的物质往外推。
引力和氦聚变的推力不会很快平衡,有一个此消彼长、彼消此长的类似弹簧的过程。
这个过程会把恒星外层的物质抛出去。
氦聚变停止后,引力继续把恒星的物质向中心压缩。
压缩产生高温,触发碳聚变。
又一个类似弹簧的过程,恒星外层物质再被抛洒。
从氦聚变开始,维持的时间越来越短,抛洒的力量和频率越来越高。
直到聚变产生铁,其后的反应不会再产生能量,只消耗能量。
于是在引力作用下,恒星开始不受限制的压缩。
物质由原子构成,原子由原子核和外层的电子组成,原子核带正电,电子带负电。
恒星收缩直到压缩电子的活动空间,让电子更加靠拢。
电子之间的磁力比引力大百亿亿倍,如果恒星质量不够大,质量产生的引力会在磁力面前停住脚步。
这时候产生的就是白矮星。
如果恒星质量再大些,就会压垮磁力,把电子压进原子核。
电子被压进原子核,与带正电的质子中和变成中子。
如果恒星质量不够大,只能把电子压进原子核,恒星的收缩就会停住脚步。
这时候产生的就是中子星。
中子的简并力我还不怎么了解,只知道有这么回事,力量比电子简并力大得多。
如果恒星质量足够大,其产生的引力能够强过中子简并力,那么恒星的收缩就无法阻挡了。
黑洞就此产生。