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黑洞到底是宇宙的一个窟窿还是个实打实的天体?如果是个窟窿,宇宙的窟窿外是什么?
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原创思想,黑洞应该是实打实的天体而不是窟窿了,但任何的物质性东西亦是有着这样的窟窿性质而相穿相透的了,但黑洞由于是大质量性的天体而就是有着实打实的黑洞性窟窿了。或者说这就是物质性质量性运动性的变维度性的扭曲性了,或是质变性量变性的转换性而形成岀来的多维度性的变化性了。这就是所谓说的物质性是有着九窍玲珑性而生的了,这就有着黑洞的这些窟窿性质的天体而反应着这些物象性质出来了。而至于宇宙窟窿外面的是什么的,可能是哺育着宇宙的能量性了,而时时提供着能量性而养活着宇宙了。但不知是不是这样的认为,而下面就交给砖家们继续的讨论吧!
“惹毛了,我要把天捅个窟窿,如果爱因斯坦同意的话。”
首先,黑洞是无法用语言精确描述的,就连最牛逼的科学家也无法做到。其次,我们现在对黑洞的各种解读仅限于概念描述,我们一直试图用更贴切的类比来描述黑洞。所以从不同的角度,黑洞也就有不同的解读方式。
在天文学中,黑洞当然属于一种特殊的天体,但以量子力学来看,你也可以把黑洞理解为一个时空窟窿,大小为普朗克尺度。
但至少我们现在都知道,黑洞是恒星消亡的产物。
璀璨过后,向死而生
恒星的诞生与消亡都源于引力。
引力虽然微弱,但却是一种可无限叠加的宇宙之力,巨大的天体则可以把它叠加到一个恐怖的程度。
在自身的重压之下,天体通过点燃其核心的氢聚变与其抗衡,内外之力形成一种动态的平衡,一颗恒星就耀世而生了。
但太过耀眼的恒星,都有颗阴郁的心。
一颗恒星一旦聚变到铁元素,就是它铁了心想死的时候了。铁聚变无法再释放能量以抵抗自身的重力。一瞬间,平衡被打破。恒星在自身的重力下走上末路,发生塌缩。物质被压缩到一个极小的范围内,最终塌缩为一个密度无限大的点——一个物理学上即存在也不存在的点,称为奇点。
以相对论来说,它意味着时空曲率的无限大,意味着时空在此完结,意味着广义相对论在此失效。广义相对论能预言这个点的出现,但却无法描述这个点。
为什么说黑洞可以是一个时空窟窿?
因为量子概念的出现,世界变得不再连续,物质无法无限细分,有了最小单位,时空也不例外。这个最小单位就是普朗克尺度(普朗克长度:1.61624×10^-35m;普朗克时间:5.39121×10^-44s),所以物理世界不存在无限小的一点。
所以理论上,恒星坍缩的奇点也应该有一个尺度,那就是普朗克尺度,因为这是我们这个物理世界的时空下限,所以黑洞可以看成是一个普朗克尺度大小的时空窟窿。奇点的周围还有一个“壳”,称之为事件视界。
何为事件视界?就是里面发生的任何事件,外部都观察不到。简单来说,就是一旦踏入事件视界,作为信使的光将无法回头。
常说的黑洞体积指得是事件视界构成的球体体积,奇点就在球心的位置,事件视界的半径称为史瓦西半径,它与黑洞质量成正比。
史瓦西半径是一个极限半径概念。一切物体都有它的史瓦西半径,一旦将之压缩到这个半径内,就会成为一个黑洞,包括光也不例外。你完全可以通过压缩一大团光,来制作黑洞。
总之,创造黑洞技巧就是,压缩。
压缩物质制造黑洞,本质上是通过高密度的能量击穿时空,所以如果一个有质量的物体光速运动同样可以击穿时空,把天捅个"窟窿"。
当然,有质量的物体光速运动是被相对论禁止的,就像相对论无法具体描述黑洞奇点一样。
如果掉进黑洞这个窟窿
如果把黑洞看成一个窟窿,我觉得至少得是两个窟窿。
一个是事件视界,进去后意味着跟我们这个世界说再见;另一个是普朗克尺度的奇点,进去后意味着和另一个世界说幸会。事件视界是宏观宇宙的洞口,黑洞奇点或许是另一个微观宇宙的大门。
黑洞就是这么一个大窟窿套小窟窿的奇特存在。如果一个人掉进这个窟窿会怎么样?
上图是错误的,视界外的人永远看不见宇航员被吸进黑洞的奇观。只能看到宇航员不断地接近视界。
但对于坠入的人来说,只是一瞬间的事。当这个人掉入黑洞事件视界,最终将被拉成面条吸入奇点,他的一切信息会从这个世界上被抹去。但他的映像还会在事件视界上停留一段时间,最后随着时间的推移,缓慢地无限接近视界,变得越来越红,越来越暗,直到消失。
为什么会这样?
因为,我们看见的这个无限接近的映像实际上只是一个过去的样子,然后由于引力红移,这个映像变红变暗。
也就是说,这个人在掉落到事件视界之外的情形被光捕捉到,并进入我们的眼中。因为还未进入事件视界,光能拼命地逃离黑洞的引力,然后延迟地到达了我们眼中,所以我们会看见一个无限掉落靠近黑洞事件视界的过程。而在事件视界中的光永远无法出来,所以我们永远看不见这个人掉入黑洞事件视界后的样子。
而在时空窟窿里是什么?无人知晓。甚至大多数物理学家都认为不存在什么黑洞时空里的世界。
总结
在20世纪30年代到50年代,物理学家的黑洞研究都只在针对一个问题:物理学定律是否允许这个物体存在?直到60年代黑洞存在的必然证据出现之前,就连爱因斯坦一直也是站在持否定问答的那一方。
这或许是人类固有的一种思维惯性,已知越多,惯性越大,但最终却都会被未知击碎。
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牛顿是第一个对引力进行总结归纳的人,他的万有引力定律阐明了“质量越大引力越强”,这个事实
然而牛顿既不清楚引力的产生机制,也没意识到万有引力定律的局限性(当然这不怪他),这为后来爱因斯坦广义相对论的诞生,埋下了伏笔。
1915年,理论物理学家爱因斯坦终于完成了他的广义相对论,这个有关引力的新理论,将引力的本质解释为了“质量引起的时空结构变化”,科普常用的说法,“是质量扭曲时空,进而产生了引力”
在广义相对论体系中,时空结构是可以被质量随意扭曲的,而扭曲的后果之一就是“偏折光线”,卡尔.史瓦西在一战前线计算出广义相对论引力场方程的第一个精确解后,科学界知道了如果质量堆积于时空一点,那么经过该时空区域的光,将偏折成闭环。
在恒星物理学中,一颗恒星的核心质量如果超过了太阳质量的2.44倍,那么它在超新星爆发后,其核心区域将坍塌成一个质量极大的新天体,这个天体的逃逸速度将超过光速,因此在外界看来,它将是黑色的。
以上就是黑洞的形成过程和具体形态
需要指出的是,人类目前对黑洞的一切了解都还局限在理论上,没人知道黑洞内是什么情况,尽管大部分人都认为黑洞的引力会撕裂任何靠近它的物体,但个别老年黑洞有可能像《星际穿越》中的卡冈图雅一样“温和”
同样是在广义相对论中,时空结构还可能扭曲成沟通两个区域的“爱因斯坦-罗森桥”,这种特殊的时空结构被称为“虫洞”,有物理学家认为在宇宙大爆炸初期的高温宇宙中,虫洞是天然存在的时空结构,但随着宇宙的膨胀冷却,今天的宇宙已经不可能再出现天然虫洞了。
不论是黑洞还是虫洞,它们本质上都属于时空结构的特殊变化
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