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能形成噴流的黑洞,必然是高速自轉(zhuǎn)的,即這類黑洞自轉(zhuǎn)的角速度較大,并且能形成噴流的黑洞一定也是扁平的,形狀類似于鐵餅。分析、論證如下:
根據(jù)史瓦西半徑:R=2GM/c^2,其中,R是黑洞的史瓦西半徑、M是黑洞的質(zhì)量、G是萬(wàn)有引力常數(shù)。在史瓦西半徑的約束下,光也不能逃逸黑洞的吸引。我在多篇文章論述道,任何物質(zhì)它的輻射半徑都遵循:R=c/ω,其中,R是物質(zhì)的輻射半徑、c是光速常數(shù)、ω是物質(zhì)自轉(zhuǎn)的角速度。也就是說(shuō),角速度特別大的物質(zhì)質(zhì)量較小也能形成黑洞。
據(jù)此我們可以知道:質(zhì)量越大越容易形成黑洞、角速度越大也越容易形成黑洞。我們還知道,自轉(zhuǎn)的物質(zhì),自轉(zhuǎn)軸的線速度為零。數(shù)學(xué)描述:線速度v=ωr,其中,v是物質(zhì)自轉(zhuǎn)的線速度、ω是物質(zhì)自轉(zhuǎn)的角速度、r是物質(zhì)自轉(zhuǎn)的半徑,物質(zhì)自轉(zhuǎn)軸處的半徑是零,所以物質(zhì)自轉(zhuǎn)軸處的線速度v=ωr=ω0=0,也就是說(shuō),自轉(zhuǎn)不影響自轉(zhuǎn)軸方向的速度,即物質(zhì)自轉(zhuǎn)的角速度不影響物質(zhì)自轉(zhuǎn)軸方向的輻射。
黑洞的噴流:質(zhì)量越大的黑洞,吸積產(chǎn)生的輻射光度往往就越大。宇宙中的星系大多十分平靜,但其中約2%的星系有劇烈的活動(dòng),其物理特征呈現(xiàn)快速、明顯的變化,主要體現(xiàn)在星系核在X射線、紫外、光學(xué)或射電波段有強(qiáng)烈的輻射和爆發(fā)。這些星系在活動(dòng)期間爆發(fā)出的能量比銀河系一生釋放的總能量還要大,但核的活動(dòng)范圍卻很小,如此強(qiáng)的輻射效率只有黑洞才能做到。這樣的核稱為活動(dòng)星系核。目前主流的AGN模型認(rèn)為,活動(dòng)星系中心存在一個(gè)超大質(zhì)量黑洞,它吸積周圍的氣體形成了一個(gè)約幾倍~1000倍史瓦西半徑的吸積盤,并在垂直吸積盤的方向高速噴出電子和其他電離氣體,但是在黑洞周圍稠密的氣體云團(tuán)的束縛下,電子只能從氣體的最薄弱處噴射出來(lái),形成方向十分固定的噴流。噴出的電子最快可以接近光速。據(jù)此我們可以知道:能形成噴流的黑洞必須是質(zhì)量較大,并且質(zhì)量分布不均勻,在自轉(zhuǎn)軸方向質(zhì)量分布較小,吸積盤方向分布的質(zhì)量較大,也就是說(shuō),從質(zhì)量決定引力大小分析,自轉(zhuǎn)軸方向引力較小,在垂直于自轉(zhuǎn)軸方向(吸積盤方向)引力較大。據(jù)此我們可以知道,噴流只能在自轉(zhuǎn)軸方向形成。
我們?cè)倏次镔|(zhì)的輻射半徑遵循的規(guī)律:R=c/ω,物質(zhì)在自轉(zhuǎn)軸處的半徑是零,可以理解為物質(zhì)的自轉(zhuǎn)不影響自轉(zhuǎn)軸處的輻射,不彎曲自轉(zhuǎn)軸方向的輻射,即自轉(zhuǎn)軸處的輻射可以直線傳播。自轉(zhuǎn)雖然不影響自轉(zhuǎn)軸方向的輻射,但是能影響吸積盤方向的輻射,在吸積盤方向上更容易形成黑洞,引力更大,更容易吸積周圍的物質(zhì),使黑洞引力變得更強(qiáng),能量、質(zhì)量更大,能量大到一定程度,黑洞引力較弱的自轉(zhuǎn)軸必然會(huì)釋放能量,能量從氣體的最薄弱處噴射出來(lái),形成方向十分固定(自轉(zhuǎn)軸方向)的噴流。基于上述分析,能形成噴流的黑洞必須具備:質(zhì)量大、自轉(zhuǎn)角速度大、質(zhì)量分布不均勻呈現(xiàn)鐵餅狀。
結(jié)論:能形成噴流黑洞的特征:1.必須是超大質(zhì)量的黑洞;2.必須是質(zhì)量分布不均勻的黑洞,自轉(zhuǎn)軸方向分布質(zhì)量小,形狀類似于體育器材的鐵餅;2.必須具備較大的自轉(zhuǎn)角速度。
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