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能形成喷流的黑洞,必然是高速自转的,即这类黑洞自转的角速度较大,并且能形成喷流的黑洞一定也是扁平的,形状类似于铁饼。分析、论证如下:
根据史瓦西半径:R=2GM/c^2,其中,R是黑洞的史瓦西半径、M是黑洞的质量、G是万有引力常数。在史瓦西半径的约束下,光也不能逃逸黑洞的吸引。我在多篇文章论述道,任何物质它的辐射半径都遵循:R=c/ω,其中,R是物质的辐射半径、c是光速常数、ω是物质自转的角速度。也就是说,角速度特别大的物质质量较小也能形成黑洞。
据此我们可以知道:质量越大越容易形成黑洞、角速度越大也越容易形成黑洞。我们还知道,自转的物质,自转轴的线速度为零。数学描述:线速度v=ωr,其中,v是物质自转的线速度、ω是物质自转的角速度、r是物质自转的半径,物质自转轴处的半径是零,所以物质自转轴处的线速度v=ωr=ω0=0,也就是说,自转不影响自转轴方向的速度,即物质自转的角速度不影响物质自转轴方向的辐射。
黑洞的喷流:质量越大的黑洞,吸积产生的辐射光度往往就越大。宇宙中的星系大多十分平静,但其中约2%的星系有剧烈的活动,其物理特征呈现快速、明显的变化,主要体现在星系核在X射线、紫外、光学或射电波段有强烈的辐射和爆发。这些星系在活动期间爆发出的能量比银河系一生释放的总能量还要大,但核的活动范围却很小,如此强的辐射效率只有黑洞才能做到。这样的核称为活动星系核。目前主流的AGN模型认为,活动星系中心存在一个超大质量黑洞,它吸积周围的气体形成了一个约几倍~1000倍史瓦西半径的吸积盘,并在垂直吸积盘的方向高速喷出电子和其他电离气体,但是在黑洞周围稠密的气体云团的束缚下,电子只能从气体的最薄弱处喷射出来,形成方向十分固定的喷流。喷出的电子最快可以接近光速。据此我们可以知道:能形成喷流的黑洞必须是质量较大,并且质量分布不均匀,在自转轴方向质量分布较小,吸积盘方向分布的质量较大,也就是说,从质量决定引力大小分析,自转轴方向引力较小,在垂直于自转轴方向(吸积盘方向)引力较大。据此我们可以知道,喷流只能在自转轴方向形成。
我们再看物质的辐射半径遵循的规律:R=c/ω,物质在自转轴处的半径是零,可以理解为物质的自转不影响自转轴处的辐射,不弯曲自转轴方向的辐射,即自转轴处的辐射可以直线传播。自转虽然不影响自转轴方向的辐射,但是能影响吸积盘方向的辐射,在吸积盘方向上更容易形成黑洞,引力更大,更容易吸积周围的物质,使黑洞引力变得更强,能量、质量更大,能量大到一定程度,黑洞引力较弱的自转轴必然会释放能量,能量从气体的最薄弱处喷射出来,形成方向十分固定(自转轴方向)的喷流。基于上述分析,能形成喷流的黑洞必须具备:质量大、自转角速度大、质量分布不均匀呈现铁饼状。
结论:能形成喷流黑洞的特征:1.必须是超大质量的黑洞;2.必须是质量分布不均匀的黑洞,自转轴方向分布质量小,形状类似于体育器材的铁饼;2.必须具备较大的自转角速度。
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