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黑洞里面到底有什么(完整篇)

2019-05-08 23:14 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



黑洞是二十世紀天文和物理科學上的一個偉大的猜想,可以說是先通過公式計算出來的本來認為根本不存在的事物。原子彈也是本來不存在的事物,是通過人類的想象和計算搞出來的東西。這就是人類思維的強大之處。但是黑洞和原子彈不同。他本身在宇宙中是大量存在的。就像人類以前也不知道有天王星海王星和冥王星。但是通過計算公式認為他們可能存在,最終被證實確實存在。黑洞也符合這個發(fā)現(xiàn)規(guī)律。因此黑洞就是一種“普通”的星體而已。盡管他非常非常的特殊,卻是在我們這個位面的宇宙中海量的存在。因為任何一個星系的中心基本都有1到2個大黑洞,中間沒有黑洞的星系是很難聚攏在一起的。而宇宙中有無數(shù)的星系,而幾乎每個星系中都有成億計算的大大小小的黑洞。從這個意義上講,黑洞并不特殊,他就是星體的一個種類而已。只是他的基本行為模式,和常規(guī)的星體有點相反。

這就像我們做生意或者炒股本身都是為了賺錢。結果一部分人能賺到錢,而另一部分人不但錢沒賺到,反倒把老本都賠了一部分甚至賠光了。遇到這個情況,可以說遇到了財務黑洞或者財務陷阱。而宇宙中真實的黑洞也和這種情況差不多。別的恒星甚至大的行星都是對外輻射熱量和電磁波,發(fā)光發(fā)熱的。而黑洞卻只進不出。感覺在物質和能量上就是一個無限大的負數(shù)。而且萬一不小心遇到他被他的引力套牢,都會被吸引掉進去。這就是一個萬劫不復的時空陷阱。因此黑洞可以看做常規(guī)宇宙中的陷阱,但是這種陷阱又是必不可少的。因為沒有黑洞就沒有銀河系,沒有銀河系就沒有太陽系,沒太陽系自然沒有地球,沒地球就沒有我們在這里坐而論道了。總之黑洞很特殊,但是他仍然是與所有的普通恒星或行星一樣正常的掛在天際,甚至一大半小質量黑洞就是大質量恒星塌縮后形成的。


從任何黑洞的外觀看,他們其實和一個大質量的恒星差不多,只不過恒星本體是亮的,而黑洞的本體是黑的或者深灰的而已。從理論上黑洞可以分為兩大部分,即中間的黑暗視界和視界外圍的高溫吸積盤。吸積盤因為黑洞強大的引力造成將掉入視界的物質被嚴重拉伸幾乎扯碎成了基本粒子,而且物質以接近光速掉入視界,這種高能狀態(tài)下物質粒子劇烈碰撞摩擦而產(chǎn)生高溫和高輻射,因此吸積盤非常明亮,反襯的黑洞中間視界以內(nèi)更加黑暗。因此一個完整的黑洞應該包括視界外的吸積盤和視界以內(nèi)的兩大部分。而最近通過射電望遠鏡成像的60億個太陽質量的大黑洞,也基本驗證了大黑洞的外貌和預測的差不多。

雖然這種照片并不是真正的光學成像,而是其他波段的電磁波理論成像??梢哉f是一種比較可信的電腦合成照片。黑洞周邊的吸積盤人類從理論上完全可以看得到?,F(xiàn)在說黑洞內(nèi)部是什么樣子,實際上討論的就是黑洞的視界以內(nèi)是什么樣子。這個既不可以從外界通過可見光或者任何電磁波看透視界,更不可能有人親自穿越視界進去看看再回來。因為黑洞本身對任何物質都是有去無回的。所以現(xiàn)在談論黑洞的視界內(nèi)部是什么也是理論猜測。

瀚海狼山過去曾經(jīng)推文說過,我們所在的宇宙本身就有可能是一個超級黑洞的內(nèi)部。這也是一種理論。那么現(xiàn)有宇宙中這些更小的黑洞,內(nèi)部也有萬物星辰嗎?這當然是一種不能排除的可能。不過作為從黑洞視界以外的旁觀者的角度觀察一個黑洞,那么他周邊除了高熱高溫高亮度的吸積盤外,中間的視界應該就是一個黑暗的球體,當然這球的邊界是比較虛無的,并不是一個明顯的氣泡。而且這個球體大多數(shù)也是有自旋的,這同樣符合現(xiàn)有宇宙中絕大多數(shù)大天體都是自旋球形的基本規(guī)律。也就是說,不管黑洞是大是小,是什么變成的。但是只要黑洞還存在在這個常規(guī)的宇宙中,他本身外在的形狀,仍然符合這個宇宙的基本規(guī)律。至于黑洞的視界內(nèi)部還是否遵循現(xiàn)有宇宙的各種基本法則,那是另外一種事情了。這個就像學校里的在校生,不管你在自己家里怎么調皮搗蛋的瞎折騰。來了學校里就必須按照校規(guī)好好的學習當一個合格的學生。而黑洞就是宇宙這所大學校里一批特殊的、長的比較黑,做事也比較特立獨行的學生。但是對宇宙本身來說,還是有教無類。


討論黑洞里面是什么,還必須要清楚一個很重要的問題。這就是視界本身并不是黑洞的本體。理論上講,黑洞本體即使有一個實實在在的體積在那里擺著,他也比他引發(fā)的視界的球體要小。比如根據(jù)奧本海默極限,大約3.2倍的太陽質量才能塌縮成一個黑洞。那么這個黑洞形成以后,根據(jù)史瓦西半徑公式他的視界半徑是10公里,也就是說,這個黑洞的視界球,是一個大約直徑20公里的球體。而黑洞并不是隨著質量增加一倍而體積也同步增加一倍的,而是視界的增大速率比質量增加速度快的多。一個2倍質量的黑洞,也就是6.4個質量太陽的黑洞,他的視界球的直徑就成了40公里;3倍質量黑洞的視界球直徑就是60公里。前幾天拍攝的60億倍太陽質量的黑洞,他的視界球的直徑估計已經(jīng)有324億公里了!這個黑呼呼的大視界球和太陽系的太陽到冥王星的74億公里的半徑球體比較,基本是一個足球和一個網(wǎng)球比大小。因此大質量黑洞的視界內(nèi)部空間已經(jīng)足夠大。那么里面到底有什么?在這么大的空間里,黑洞本體又是什么樣子,有多大呢?

黑洞視界的直徑和黑洞的總質量呈現(xiàn)出簡單的正相關的關系。這導致可以直接通過測量黑洞的視界的直徑判斷他的內(nèi)在質量。比如最小的黑洞,也就是太陽質量3倍以上的黑洞的視界的直徑在20多公里。那么只要通過某個黑洞的視界球的測量直徑,就可以判斷黑洞的質量了。比如視界球的直徑是200公里,那么他內(nèi)部就是一個30倍太陽質量的黑洞;如果一個視界球的直徑是200萬公里,那么就是一個30萬倍太陽質量的黑洞;當視界球的直徑到了200億公里,那么就是一個30億太陽質量的大黑洞。前不久拍攝的是一個60億倍太陽質量的大黑洞。之所以能“拍攝的到”,就在于這個黑洞的質量足夠大,他內(nèi)部的視界球的直徑也足夠大,雖然在5500萬光年之外,仍然可以“成像”。那些更小質量的黑洞,是很難直接拍攝到。因為他們在浩瀚的宇宙中視界球的體積幾乎微不足道。只有他們靠超強的引力和見誰滅誰的擾動能力,才能被外界認識到他們的存在。


而不論最小的黑洞還是質量大到像整個銀河系一樣的超級黑洞。他們一旦形成。幾乎就沒有消亡的時候。雖然通過霍金提出的霍金輻射,黑洞也在損失能量,導致他在理論上可以最終被蒸發(fā),但是這種蒸發(fā)的速率實在太慢,被認為至少需要上千億年。而宇宙被認為誕生到現(xiàn)在也不過300億年,將來本位面宇宙的壽命被認為還有300億年。前后600億年下來,仍然比不過黑洞的壽命。有些超級黑洞從有宇宙就有他,宇宙本身完了黑洞可能還沒完。指望黑洞自己破裂消失實在是等不及。因此不要指望霍金輻射能夠干掉任何黑洞。既然黑洞這么黑而且這么長壽,那么他里面到底是什么?瀚海狼山認為有4種可能:

第一,就是黑洞本身也是一種星球。前面說了,黑洞也是尋常天體的一種。這里說他是星球。是指黑洞在視界以內(nèi),可能確實還有一個宏觀的球體。

黑洞理論的基礎是星球塌縮一旦過了極限,這種塌陷就不能停止,說黑洞不論質量多么大,他的實際體積都幾乎為零,是一個奇點。但是這種說法至今并未被任何試驗證實。也有理論物理學家認為黑洞的塌縮仍然有極限,到了這個極限,基本物質太緊密,排斥力和收縮力平衡。這樣黑洞本體還是一個可以看到的和有實際體積的球。這基本也是奧本海默極限的說法之一。若真正說法成立,那么黑洞本身是否存在也成了一個問題。這是因為人們往往把極端引力的“超級致密星球”,也就是比中子星還緊密,引力讓光都不能逃逸的星球和黑洞混為一談。不過瀚海狼山認為:不論是超級致密球還是奇點黑洞,都可以歸類為廣義上的黑洞,因為一旦過了視界誰也不能逃離。因此視界以內(nèi)是個球還是一個虛無的點,并無本質區(qū)別。


如果黑洞內(nèi)部還真有一個球(起碼部分黑洞可能是這個樣子),那么他就是一個引力更強的中子星。中子星外圍沒有視界,他的真實直徑一般不超過20公里,基本和最小的黑洞的視界差不多大。而中子星附近的逃逸速度,已經(jīng)可以達到光速的一半。往往是在16萬到18萬公里每秒。光線到了中子星附近都已經(jīng)要嚴重的扭曲,但是畢竟中子星還能被看到,因為光可以逃逸。而這類黑洞內(nèi)部如果還有一個球,顯然體積要比中子星還小。只有幾公里甚至幾百米的直徑。這個球的外圍到視界的外殼則嚴重的處于高能狀態(tài),不斷有光和粒子想逃逸,又被黑洞引力給硬拖回來,這種黑洞內(nèi)部其實還算是比較正常,和中子星差不多,但是內(nèi)部影像卻屏蔽了。

第二,則是最經(jīng)典理論:黑洞過了極限,內(nèi)部的物質被無限壓縮。體積接近于零,不論是3倍太陽質量的最小黑洞還是像銀河系一樣大質量的黑洞,球心都是一個幾乎不存在的奇點。這樣黑洞內(nèi)部就沒有什么實質性的物質,因為物質都集中在奇點,但是奇點和視界之間,充滿著各種高能輻射,但是卻沒有時間也沒有空間感,一切都是顛三倒四和混沌的。沒有因,也沒有果,視界以外的事件和順序,在視界以內(nèi)都是失效的。也就是真正的薛定諤的貓,永遠不生也不死的狀態(tài)。

第三,是瀚海狼山曾經(jīng)預測過的,任何一個黑洞內(nèi)部都是一個獨立的小宇宙,黑洞內(nèi)部甚至還有無數(shù)層的新黑洞。每個黑洞內(nèi)部都有質量分布也有時間存在。但是物質和能量并不都聚集在中間的奇點,而外界落入黑洞視界的物質和能量,可以被粉碎后重新在黑洞內(nèi)部凝聚成新的物質和能量,形成其內(nèi)部的星系和大千世界。這種黑洞內(nèi)部論,是最浪漫也是最友好的。


第四,認為黑洞視界內(nèi)部本身的物質和能量已經(jīng)不在這個位面的宇宙中了。黑洞本身只是通向另外位面宇宙的一個時空大漩渦,也是一個黑暗的通道。之所以我們還能感受到黑洞質量的存在,只是這個漩渦還在不斷的吸收這個位面宇宙的物質,就像一個超級吸塵器,不斷吸收周邊的物質自然讓人感覺他還存在重力,實際卻是吸力。其實都已經(jīng)把物質吸引到其他宇宙中,并不是那些大量的物質還聚集在所謂的奇點產(chǎn)生引力。這樣一來,黑洞吸收的物質越多,這個時空大漩渦的直徑就越大,就像破壞力越強的龍卷風直徑越大一樣。宇宙中存在大量的黑洞,就等于這個宇宙隨著自己的變老,時空漏洞越來越多,最終我們這個宇宙會漏成篩子。宇宙也就基本完了。若黑洞內(nèi)部真是這樣,就等于跌入黑洞,過了視界什么都沒有,就是一個真正的黑乎乎的空洞,進去就往另外位面的宇宙去了。

這樣也可以解釋為何我們這個宇宙中還有奇異的白洞。我們這個宇宙存在大量漩渦往隔壁鄰居家宇宙泄露物質和能量,而對面的宇宙也有往我們這邊泄露物質能量的大漩渦,不斷的往我們這邊倒騰東西。最終誰能搞過誰,就看哪邊往對面漏的更少!所謂不吃虧就是賺便宜!


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