引力是自然界四种基本力中最弱的，为何还能把物质压缩成黑洞？

发布时间：2023-11-01 11:44:41 所属栏目：动态来源：

导读：自然界一直都存在着天地间的四种基本作用力，分别是物质的强力，电磁力的弱力，宇宙射线的电磁力和星体运动的引力。四种作用力当中，强力是最强的作用力，它能够把质子中的三个夸克牢牢地结合在一起，同时把原子核中

自然界一直都存在着天地间的四种基本作用力，分别是物质的强力，电磁力的弱力，宇宙射线的电磁力和星体运动的引力。四种作用力当中，强力是最强的作用力，它能够把质子中的三个夸克牢牢地结合在一起，同时把原子核中的中子质子结合起来。

如果我们要把原子核分开或者融合在一起，就需要对抗强大的强力作用，那么该怎么做呢？

第一种方法，通过大型强子对撞机，将两束微观粒子加速到接近光速，然后让其对撞，这样就能把原子核分开，从而结合成新的原子核，新的物质。

第二种方法，也是大自然不断创造新物质的方法，那就是核聚变。在极端高温高压下，电子会成为自由电子，而核子会发生融合，从而创造出新物质。

能够看出，束缚核子的强力是非常强大的，强力的作用范围也只在原子层面，只有在大约至少10的-15次方米直径的范围内才可能能够起一定程度的作用。

目前我们并不能直接看到弱力的存在，不过可以肯定的是弱力制约着放射性现象，比如说我们经常提到的X射线，γ射线中的粒子，就是依靠弱力从原子核内部抛射产生的。

物理学上来讲，电磁力是通过光子这种玻色子作为载体交换产生的，也就是说，电磁力是通过光子传播的，不过这里的光子并不是我们通常所说的光，而是虚拟的“光子”，由于是虚拟的，我们无法直接探测到。

在我们生活中，电磁力无处不在，除了引力之外的其他所有力，都是电磁力，比如说机械力，摩擦力，弹力，压力，声波等，本质上都是电磁力，只是电磁力的不同表现形式而已。

虽然引力无处不在，任何事物之间都存在引力，但它却是四种基本作用力中最弱的力。举个通俗的理解就知道了。我们可以轻松举起一个10公斤重的物体，其实这个过程就是在对抗整个地球的引力。

引力到底有多弱呢？如果强力的强度是1，那么引力的强度只有10的-39次方！完全不是一个数量级的。

而黑洞正是在这种背景下产生的。想象一下，任何物体只要浓缩到足够小的空间，坍缩到无限小的奇点，那么在史瓦西半径内，引力就会变得无限大，这时的引力就变成最强的力。质量会把时空曲率拉伸到无限大，实际上这时候物质就已经坍缩为黑洞了，任何靠近史瓦希半径的物体就会被黑洞无情地吞噬，即使是肉眼看得见的光也不例外。

黑洞之间也会发生合并，形成更大的黑洞。两个黑洞相遇时，通常会围绕彼此相互旋转，就像两颗恒星那样，一般都非常稳定。不过某些外部因素的影响会改变运行轨道，两个黑洞会发生碰撞然后融合在一起，成为更大的黑洞。

但是当大量的物质聚集在一起，聚集在非常小的时空里面时，引力就会变得非常大。因为根据爱因斯坦的广义相对论，引力的本质就是时空弯曲。当一定的物质聚集在自己的史瓦西半径内时，就会无限拉伸时空，时空结构的曲率会变得无限大，于是任何一种物质哪怕是波动速度的光也永远都逃脱不了所谓的无限弯曲的时空动力学结构。

所以，尽管引力相对很小，但它的作用距离可以无限缩小，同时可以无限叠加，所以只要质量足够大，同时质量聚集的范围足够小，就能产生足够强大的引力，让任何物质都可以坍缩为黑洞！

（编辑：汽车网）

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