为什么吸积盘可以使物质转换出如此大的能量？仅仅因为摩擦生热？ 第1页

一我来把张浩的回答简化一下：

质能关系：

无穷远下落物体损失重力势能：

假设损失重力势能全部转化为其他能量，与质能关系转化率之比：

恒星聚变反应质能转化率 ~ 0.007 。虽然这个转化效率很低，但是足以维持恒星燃烧和氢弹爆炸。

白矮星　M=1 太阳质量= 2E30 kg , R=5000 km,

中子星　M=1太阳质量 R ~11 km　

黑洞，首先定义视界半经，从牛顿力学简化计算，假设光速时，物体动能正好等于引力势能：, 那么

从而：

所以一个物体从无穷远处落到视界处，能量转化效率比最多为50%

但一般情况下，物体不可能直接落入黑洞，而是落入到吸积盘内，所以转化效率很少达到50%。由于相对论效应，不同的黑洞模型会有不同的能量转化率，如果假设无旋转的黑洞模型，经典吸积盘半经为３倍视界半经，但是沿着径向落下的粒子不能很好地转化能量，结果其效率仅仅为。 如果是相对论旋转黑洞， 黑洞的视界半径和吸积盘半径都会大幅缩小，提升了能量转化率，最高效率。

所谓的摩擦生热只是刻画动能交换的结果，吸积气体在下落过程中会大量与其他气体发生碰撞，使得气体逐渐损失动能并下落到黑洞内，但是辐射主要来源还是引力势能。

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吸积盘直径一般只有几千万公里到一光年，比如银河系中央黑洞吸积盘直径和太阳到金星距离类似。但因为有着大量的气体，并且气体有着不同的温度，因而在射电波段到伽马射线的多个波段都有很强烈的辐射。由于黑洞的高效能量转化效率，使得部分黑洞吸积盘虽然体积很小，吸积气体总质量不算很多，但是却有着巨大的能量释放。因而吸积盘亮度极高，甚至于比整个星系恒星亮度总和还要亮上万倍。部分活动星系核(AGN)因为其极高的亮度和极小的发光面积，在可见光波段上表现的和一颗明亮恒星别无二致，但是分析光谱却发现它们离我们几十亿光年之远。因而称之为类星体（quasar)。

典型类星体: 离我们27亿光年的3C 273，如下图，在哈勃望远镜下观测完全就是一个明亮的恒星，但是我们如果把中心遮去，累积曝光时间，就会看到右图被类星体光掩盖的宿主星系图像。

由于吸积盘的旋转，很多带电粒子伴随着旋转，实际上形成了一个巨大的磁场，像一个电磁抢一样加速粒子并以光速抛射出去，所以大多数类星体都有一个双向喷流(Jet)。同样是3C273，在光学和射电波段都会明显的看到向着我们方向吸积盘的喷流。这种喷流极为准直，长度可达数万光年，从而很容易被我们发现。