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地球为什么是圆的?黑洞理论,反物质怎么形成的的及其原理.

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/11/11 07:46:45
地球为什么是圆的?黑洞理论,反物质怎么形成的的及其原理.
地球为什么是圆的?黑洞理论,反物质怎么形成的的及其原理.
严格来说地球像一颗梨子,
但是为什么会是这样子呢|?这的确是个很好的问题.
要回答这个问题,我们首先要介绍万有引力的现象.
物理学家牛顿发现,所有物质都有相互的吸引力,叫作万有引力或重力.这吸引力和物质的质量及距离有简单的关系:物质愈多,质量愈大,吸引力就愈大;而物质之间的距离愈近,引力亦愈大.即使是两个人之间,也有引力;当人处身於重力极小的太空,人与人之间的引力便会将大家的身体拉近;两个大胖子的引力就比同样距离的两位小朋友大.万有引力支配著宇宙内各星体的运动.比如说月球围绕著地球转,就是月球和地球之间的万有引力造成.
每个行星都包含很多物质,例如地球,把它的质量以公斤写出来,就要在6之后加上廿四个零!而在宇宙中,地球只是一颗比较小的行星哩.地球有那堋多的物质,引力就很大了,这也是我们站在地面不会飞出太空的原因.既然地面上的所有物质都被地球的引力吸著,地面就很难「起角」,山不可以太高,因为地球的引力要把山峰的物质拉向地心,所以地球就很圆了.月球的质量只有地球的八十分之一,所以月球的引力比地球小很多,月球上的山就比地球的高很多(图一).
依照以上的理论,一颗星球质量愈大便愈圆.相反,若质量很小,引力也小,星体便未必是圆的.事实上,太阳系内除了九大行星外亦有很多质量很小的小行星,它们的形状不甚规则,就如一块大石的模样(图二).
不过,即使最大的行星——木星(图三),也不是完全圆的.这是因为木星自转的速度很快(每十小时便自转一周,是九大行星中自转最快的一个),自转造成离心力,而在赤道附近离心力最大,以致整个星球扁了少许.其实所有的行星都发生同样的情形,我们要很小心才能观察到.
黑洞理论 黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸.当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星球,同时也压缩了内部的空间和时间.但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质.由于高密度而产生的力量,使得
黑洞
任何靠近它的物体都会被它吸进去.黑洞开始吞噬恒星的外壳,但黑洞并不能吞噬如此多的物质,黑洞会释放一部分物质,射出两道纯能量——伽马射线暴.  也可以简单理通常恒星的最初只含氢元素,恒星内部的氢原子时刻相互碰撞,发生聚变.由于恒星质量很大,聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡,以维持恒星结构的稳定.由于聚变,氢原子内部结构最终发生改变,破裂并组成新的元素——氦元素.接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素.如此类推,按照元素周期表的顺序,会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成.直至铁元素生成,该恒星便会坍塌.这是由于铁元素相当稳定不能参与聚变,而铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡,从而引发恒星坍塌,最终形成黑洞.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.跟白矮星和中子星一样,黑洞可能也是由质量大于太阳质量100倍以上的恒星演化而来的.  当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了.这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量.所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡.  物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很小、密度趋向很大.而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了.
反物质
反物质假想图反物质是一种假想的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的.物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭并释放出高能光子或伽玛射线.1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在.随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子.2010年11月17日,欧洲研究人员在科学史上首次成功“抓住”微量反物质.2011年5月初,中国科学技术大学与美国科学家合作发现迄今最重反物质粒子——反氦4.2011年6月5日欧洲核子研究中心的科研人员宣布已成功抓取反氢原子超过16分钟.