03.06 黑洞真的是无限大的吗?

明日小条条



黑洞从产生机制上来说,可以分为原初黑洞和恒星坍缩和合并形成的。对于这两种黑洞的质量通常而言有着一定的差别。


对于恒星坍缩和合并产生的黑洞,他们的质量最小的话大约是3个太阳质量左右,所以这一类黑洞通常被称之为恒星量级的黑洞。对于此类黑洞,质量可以大到大约几十个太阳质量,也就是单纯可以通过恒星最后死亡的核心坍缩可以产生。而对于更高质量的中等质量黑洞或者超大质量黑洞而言,就只能通过之后的合并过程和进一步的气体吸积逐渐增加质量的。对于目前发现的超大质量黑洞,最高质量大约是在上百亿个太阳质量。当周围的气体消耗光的时候,黑洞的质量也就停止增长了。观测表明,黑洞的质量和星系的质量直接存在着一定的比例关系。我们可以想象,星系的质量不可能无限大,而黑洞质量仅仅是星系质量的一小部分,所以黑洞质量也只可能是有限的。


对于原初黑洞而言,它的质量可以很小,有可能和我们的地球质量差不多或者更小都是有可能的,当然也可以很大。一些理论认为,一些原初黑洞的质量甚至可以达到上千亿个太阳质量。那有没有可能更大呢?其实,即使气体的质量再大一些的话,气体也会分裂成小的气体碎块,所以原初黑洞的质量不可能无限大。


黑洞来客


世间万物皆有其限度,黑洞也应当如此,然而奇葩的是,科学家们至今并没有发现黑洞的质量乃至体积的大小限度,根据已有的理论推论,当一些带有静止质量的基本粒子以接近光速的速度碰撞的时候,很可能会产生像基本粒子一样大的黑洞,只是其存在的时间极其短暂,然而宇宙中已经观测到的黑洞都比太阳质量大,就是比太阳质量大上亿倍的黑洞也比比皆是,它们存在的时间可以超过万亿年,比如一些星系中心的黑洞和类星体等。


曾有科学家认为黑洞的质量上限为太阳质量的400到600亿倍,然而天文观测却发现了超过太阳质量600亿倍的巨型黑洞,如TON 618,它是一个类星体,质量拿到了太阳的660亿倍,它自己就相当于一个星系的质量了,大得让人让人膛目结舌。


但是TON 618应该也并非黑洞的质量上限,不然就没法称它为黑洞了,那么黑洞的质量到底有多大呢?这个问题实际上还没有人能准确回答,不过也有天文物理学家认为我们所在的宇宙可能就是黑洞的质量上限,而且这个假设可以完美的对应宇宙大爆炸学说。

我们都知道宇宙来源于一次大爆炸,这个爆炸来自于一个极小的点,天文学家们称之为宇宙原点或者奇点,那么这个奇点从哪里来的呢?又为什么会有奇点大爆炸呢?大爆炸之前的宇宙是什么样子的呢?这些问题都还没有答案。但是如果认为原先我们的宇宙就是一个黑洞的话,那么这个问题基本就迎刃而解了。



我们可以假设在我们如今的宇宙之前本是一个超级黑洞,这个黑洞由于吸收了太多的物质,导致其中心的奇点失去了平衡,我们或者可以说是奇点吸收的物质到达了黑洞质量的上限,导致黑洞开始了另一种质变,于是发生了大爆炸。


当然,这还只是一种假说,关于黑洞的质量上限以及宇宙的真正起源,还需要人类不断求索。喜欢天文学的朋友,您有什么想法吗?欢迎这下面的评论区说出您的高见哦。


科普大世界


题主描述中所说的能量守恒定律被推翻是不成立的,因为没有考虑黑洞形成之后会通过不断的吸收物质而成长起来。目前发现的最大的黑洞有180亿个太阳质量,TON 618是一个非常遥远和非常明亮的类星体,位于北天极附近的猎犬座,是一种极亮,宽吸收线,强射电类星体。它包含了已知最大黑洞,是太阳质量的660亿倍。该类星体于1957年在射电波段首次被观测到。



实际上人类对于黑洞的了解还非常少,由于人类目前已知的速度上限是光速,超光速对人类没有意义所以无法得知黑洞的内部是怎样的,对于黑洞的质量是否存在上限也是无法得知的。黑洞会不会被自己贪吃的行为撑死最后再来个大爆炸呢?那就不知道了……


九心逍遥


黑洞不是黑的,别再被黑了。

宇宙中不存在无限的实体,只存在无限的循环环象。黑洞也不可能无限大。

掉进黑洞里的人,大多不了解黑洞。我们的宇宙就是一个唯一真黑洞,剩下的所谓黑洞,都不是真黑洞,而是视界黑洞。

如果地球处在真空中,地球上,发出光,这光跑不出地球引力效应势力范围,最终会被地球引力效应扯回来。这光所能走的范围,叫地球视界。地球视界外看不到地球,在这个意义上,地球就是视界黑洞。地球上的发光点所在,就是这个黑洞奇点。地球上每个点都可以是奇点,这个黑洞奇点就是地球本体区域。黑洞奇点是一个区域。

地球中心质点,发出的光,要跑得近些,对地球中心质点来说,也存在小一些的视界,这个视界范围内的视界黑洞,奇点才是一个点。

如果地球质量不变,将地球缩小些,地球密度加大,地球中心质点的光,跑的范围更小些。一直将地球缩小,刚好缩小致地球史瓦西半径,地球中心质点的光,只能到地球表面,再也出不去了,这时的地球就成了史瓦西黑洞,以地球表面为视界,这时的奇点为一个点。再将地球缩小些,地球中心质点附近的光,也跑不出地球表面了,奇点变成了一片区域。如果地球再缩小,奇点区域,与地球表面重合,也即视界与奇点重合,视界黑洞成为裸奇点,也就成为了真黑洞,那么,这时的地球,地球表面之外统统看不到地球,地球“不见了”,经过计算,地球得缩成一个非常小的点才行,这时地球密度将比中子星大多了。

归纳一下,视界黑洞,奇点区域内,视界外看不到,奇点区域以外视界外合适的区域可以看到。真黑洞就是裸奇点,宇宙时空内不存在裸奇点,不存在真黑洞。真黑洞对外无效应,光都跑不出,引力效应也跑不出,在外面观测不到一切效应。

中子星引力效应奇大,将外围电子几乎都压进质子,质子变成中子,成为一个大原子核,成为己观测到的最高密度的天体。更高密度的天体一一理论上的夸克星,还没找到。地球表面成为视界,这时的密度将比中子星高多了,地球本身没有这个能力。

中子星质量有上下限,低于下限,成不了中子星,高于上限,质量够大,同等密度,更大质量天体才可将自己的中心质点视界压进天体表面。质量越大,视界等于天体表面时,密度越小,宇宙质量很大,密度可以很小。中子星质量有上下限所至,质量个头都差不多,到了临界点,还会爆发,成为脉冲星、超星星,成为很好的标准烛光。

中子星以下,视界黑洞平白无奇,科学家纷纷将目光投向比中子星质量还大的视界黑洞。因为这些视界黑洞的固定视界在星系内部,不进入星系,永远看不到内幕,而且比中子星密度还高的存在环境,人类对撞机几乎制造不出来,夸克层面以下的研究,科学家只能把目光投向超大质量黑洞,通过观测,寻找蛛丝马迹。

上文说了,视界黑洞,质量越大,密度可能越低,科学家恐怕要失望了。

裸奇点,对外界来说,奇点曲率为无限大,奇点不可见,可以视作无限小。无限意味着一切都有可能,所以说物理定律在奇点处失效了。说裸奇点密度无限大,质量无限,随便说吧。

视界黑洞,一切有限,视界黑洞奇点,尤其是超大质量视界黑洞奇点,我们不在那,看不到,只可想象。

其实,我们就在奇点内,只不过没有超大质量视界黑洞奇点内,宇宙之谜解不完,奇点之谜永存。盲人摸象,象太大了。


stemmer


黑洞应该是有原生黑洞和大爆炸宇宙诞生后由三倍以上太阳质量恒星坍塌形成的后天黑洞,有质子那么大的,重达十亿吨的,也有像银河系心那种超级黑洞,质量估计在几百亿个太阳质量的超级黑洞


月下数星人


首先来说黑洞的质量是有限的,和最初形成它的天体质量有关。由于黑洞的强引力作用,导致光线也不能逃逸,所以我们目前还无法直接观测黑洞,但可以通过黑洞周边的天体运行规律来推测。能量守恒定律告诉我们,能量的总体是不会变的,黑洞的整个演化过程都是符合能量守恒的,能量通过吞噬作用增加质量,也通过蒸发作用损失质量。


漫步的小豆子


黑洞的质量并不是无限大。根据黑洞的定义,就是某个天体,引力强大到连光都无法逃逸。

光的速度是300000千米每秒。根据万有引力定律,GM=v的平方除以r,由此可知质量是有范围的,并不是无限大。


科普风水


简单说,黑洞的本质是质量、密度和引力上的无限大,体积上却又无限小,它是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种特殊天体。

黑洞的产生过程类似于中子星、脉冲星的产生过程:当某一个恒星在准备灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,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体,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,连中子间的排斥力也无法阻挡。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。由于高质量而产生的引力,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞就是由质量大于太阳质量好几十甚至几百倍以上的恒星演化而来的。

所谓的能量守恒规律的表述就是能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。 能量守恒定律表明,能量只能从一种形式变为另一种形式而无法凭空产生或者是消灭。在狭义相对论中能量守恒定律表现为质能守恒定律,质能守恒定律是能量守恒定律的特殊形式。


当然,黑洞并不是说总是能够维持着表现为引力巨大的样子。即不是每个黑洞都能总是位于引力巨大的状态,而且并非每个黑洞都能在反时空旋的所有发展阶段,都能总是表现为引力巨大的状态。黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样,对其周遭的一切“完全吞食”,事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来。

宇宙中大部分星系,包括我们居住的银河系的中心都隐藏着一个超大质量黑洞,所有超级黑洞是在距今100多亿年前的宇宙初期与星系同时形成的,它“吞噬”周围的大量物质,才能达到如此巨大的质量。这些黑洞质量大小不一,大约数十万到上百万个太阳质量,更有超大质量黑洞其质量是100万倍至100亿倍的太阳质量,目前已知的宇宙中最大黑洞是距离地球35亿光年,形成于OJ287类星体的中心位置,其质量更是达到180亿倍太阳质量的惊人的地步。


亚马孙蝴蝶





无忧谷逍遥子


这种假设是不存在的。这是一个非常非常大的问题,它关系到宇宙的起源、和宇宙发展壮大的整个过程。

现在人们普遍认识是宇宙是从一个奇点上、爆炸形成的,其实哪个奇点就是黑洞、应该称它为元始黑洞。形成星系后的恒星、最后的都会演化、发展为黑洞。现在已基本确定了银河系中心就是一个巨大的黑洞,如果这个黑洞无限的大,银河系中的一切存在、早就被它吞噬殆尽了。

所以,可以推论;黑洞的存在过程是;诞生——成长——爆炸(准确的说;是爆裂)这才是关于黑洞存在过程的最佳、最接近真相的推论。


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