黑洞里面到底是什么?上

黑洞里面到底是什么?上

黑洞是二十世纪天文和物理科学上的一个伟大的猜想,可以说是先通过公式计算出来的本来认为根本不存在的事物。原子弹也是本来不存在的事物,是通过人类的想象和计算搞出来的东西。这就是人类思维的强大之处。但是黑洞和原子弹不同。他本身在宇宙中是大量存在的。就像人类以前也不知道有天王星海王星和冥王星。但是通过计算公式认为他们可能存在,最终被证实确实存在。黑洞也符合这个发现规律。因此黑洞就是一种“普通”的星体而已。尽管他非常非常的特殊,却是在我们这个位面的宇宙中海量的存在。因为任何一个星系的中心基本都有1到2个大黑洞,中间没有黑洞的星系是很难聚拢在一起的。而宇宙中有无数的星系,而几乎每个星系中都有成亿计算的大大小小的黑洞。从这个意义上讲,黑洞并不特殊,他就是星体的一个种类而已。只是他的基本行为模式,和常规的星体有点相反。

这就像我们做生意或者炒股本身都是为了赚钱。结果一部分人能赚到钱,而另一部分人不但钱没赚到,反倒把老本都赔了一部分甚至赔光了。遇到这个情况,可以说遇到了财务黑洞或者财务陷阱。而宇宙中真实的黑洞也和这种情况差不多。别的恒星甚至大的行星都是对外辐射热量和电磁波,发光发热的。而黑洞却只进不出。感觉在物质和能量上就是一个无限大的负数。而且万一不小心遇到他被他的引力套牢,都会被吸引掉进去。这就是一个万劫不复的时空陷阱。因此黑洞可以看做常规宇宙中的陷阱,但是这种陷阱又是必不可少的。因为没有黑洞就没有银河系,没有银河系就没有太阳系,没太阳系自然没有地球,没地球就没有我们在这里坐而论道了。总之黑洞很特殊,但是他仍然是与所有的普通恒星或行星一样正常的挂在天际,甚至一大半小质量黑洞就是大质量恒星塌缩后形成的。

黑洞里面到底是什么?上

从任何黑洞的外观看,他们其实和一个大质量的恒星差不多,只不过恒星本体是亮的,而黑洞的本体是黑的或者深灰的而已。从理论上黑洞可以分为两大部分,即中间的黑暗视界和视界外围的高温吸积盘。吸积盘因为黑洞强大的引力造成将掉入视界的物质被严重拉伸几乎扯碎成了基本粒子,而且物质以接近光速掉入视界,这种高能状态下物质粒子剧烈碰撞摩擦而产生高温和高辐射,因此吸积盘非常明亮,反衬的黑洞中间视界以内更加黑暗。因此一个完整的黑洞应该包括视界外的吸积盘和视界以内的两大部分。而最近通过射电望远镜成像的60亿个太阳质量的大黑洞,也基本验证了大黑洞的外貌和预测的差不多。

虽然这种照片并不是真正的光学成像,而是其他波段的电磁波理论成像。可以说是一种比较可信的电脑合成照片。黑洞周边的吸积盘人类从理论上完全可以看得到。现在说黑洞内部是什么样子,实际上讨论的就是黑洞的视界以内是什么样子。这个既不可以从外界通过可见光或者任何电磁波看透视界,更不可能有人亲自穿越视界进去看看再回来。因为黑洞本身对任何物质都是有去无回的。所以现在谈论黑洞的视界内部是什么也是理论猜测。

瀚海狼山过去曾经推文说过,我们所在的宇宙本身就有可能是一个超级黑洞的内部。这也是一种理论。那么现有宇宙中这些更小的黑洞,内部也有万物星辰吗?这当然是一种不能排除的可能。不过作为从黑洞视界以外的旁观者的角度观察一个黑洞,那么他周边除了高热高温高亮度的吸积盘外,中间的视界应该就是一个黑暗的球体,当然这球的边界是比较虚无的,并不是一个明显的气泡。而且这个球体大多数也是有自旋的,这同样符合现有宇宙中绝大多数大天体都是自旋球形的基本规律。也就是说,不管黑洞是大是小,是什么变成的。但是只要黑洞还存在在这个常规的宇宙中,他本身外在的形状,仍然符合这个宇宙的基本规律。至于黑洞的视界内部还是否遵循现有宇宙的各种基本法则,那是另外一种事情了。这个就像学校里的在校生,不管你在自己家里怎么调皮捣蛋的瞎折腾。来了学校里就必须按照校规好好的学习当一个合格的学生。而黑洞就是宇宙这所大学校里一批特殊的、长的比较黑,做事也比较特立独行的学生。但是对宇宙本身来说,还是有教无类。

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讨论黑洞里面是什么,还必须要清楚一个很重要的问题。这就是视界本身并不是黑洞的本体。理论上讲,黑洞本体即使有一个实实在在的体积在那里摆着,他也比他引发的视界的球体要小。比如根据奥本海默极限,大约3.2倍的太阳质量才能塌缩成一个黑洞。那么这个黑洞形成以后,根据史瓦西半径公式他的视界半径是10公里,也就是说,这个黑洞的视界球,是一个大约直径20公里的球体。而黑洞并不是随着质量增加一倍而体积也同步增加一倍的,而是视界的增大速率比质量增加速度快的多。一个2倍质量的黑洞,也就是6.4个质量太阳的黑洞,他的视界球的直径就成了40公里;3倍质量黑洞的视界球直径就是60公里。前几天拍摄的60亿倍太阳质量的黑洞,他的视界球的直径估计已经有324亿公里了!这个黑呼呼的大视界球和太阳系的太阳到冥王星的74亿公里的半径球体比较,基本是一个足球和一个网球比大小。因此大质量黑洞的视界内部空间已经足够大。那么里面到底有什么?在这么大的空间里,黑洞本体又是什么样子,有多大呢?

(未完待续)


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