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我們所存在的這個宇宙,本身就可能是一個巨大黑洞的內部?。ㄉ希?/h1>

2018-12-21 22:21 作者:瀚海狼山  | 我要投稿




當然,這個想法并不是瀚海狼山的異想天開,這個理論在天文界早就有。我們生存的宇宙本身是黑洞的理論,是和大爆炸這種宇宙主流理論一樣級別的宇宙模型之一。狼山就談談關于宇宙黑洞論的個人看法。

這個理論并不是憑空設想。我們先來了解兩個基本的科學概念。人類認識世界的本源,在現代往往是先有理論而后有真實的成果,大到原子彈小到計算機,都是在理論上率先突破后才再造出實物,這就是人類和其他生物的不同之處,也是可怕之處。因為原子彈和計算機以及近代100年以來的很多重大發(fā)明而產生的產品,讓地球再自然進化1億年也未必能出現,但是在出現了具備高度智能和能動化的人類后卻不一樣了。這就是人類可以總結知識產生理論的強大威力。人類認識宇宙的本源現在有兩個重要理論:一個是史瓦西半徑,一個是哈勃半徑。

1,史瓦西半徑是任何具有質量的物質都存在的一個臨界半徑特征值。在物理學和天文學中,尤其在萬有引力理論、廣義相對論中它是一個非常重要的概念。1916年德國物理學家卡爾·史瓦西首次發(fā)現了史瓦西半徑的存在。他發(fā)現這個半徑是一個球狀對稱、不自轉的物體的重力場的精確解。一個物體的史瓦西半徑與其質量成正比。太陽的史瓦西半徑約為3千米,地球的史瓦西半徑只有約9毫米,只相當于一個玻璃珠。

物體的實際半徑小于其史瓦西半徑的物體被稱為黑洞。在不自轉的黑洞上,史瓦西半徑所形成的球面組成一個視界。光和粒子均無法逃離這個球面。銀河中心的超大質量黑洞的史瓦西半徑約為780萬千米。史瓦西半徑不是黑洞實體半徑。黑洞的真實半徑不能直接用肉眼看到,肉眼可看到的是史瓦西半徑。



實際上不只是天體這種的大重量的物體有史瓦西半徑,小到一個人體,甚至一個原子都有自己的史瓦西半徑。人體如果無限變小,你也能變成一個可吸收掉宇宙萬物的小黑洞,不過這很難。在高能粒子對撞機中,理論上就會偶然性的產生一些微觀粒子達到史瓦西半徑的極限,只不過他們存在的時間太短,只有億億分一秒,這種危險的黑洞粒子還沒來得及吞噬周圍的物質,自己就先湮滅了。

既然人人都有史瓦西半徑,為何黑洞并不常見呢,這是因為粒子之間都有排斥力,這種力可以讓正常狀態(tài)下的粒子保持安全距離,不至于因為聚集的太密集,造成重力塌陷而低于史瓦西半徑。但是一旦一大團粒子聚集在一起,當他們的聚變反應燒掉大部分質量較輕的元素,出現大量的鐵元素后,這種聚變不但不再能產生能量,反倒要吸收能量。這樣一個聚集了大量超鐵元素,也就是比鐵原子還重的重元素的恒星,將開始因為粒子相互排除力的不足而開始塌陷。如果質量不足太陽的三倍半左右,這種塌陷就是相對安全的,只會變成白矮星,最多變成可見的密度極大的中子星。但是一旦老恒星超過太陽質量的三倍半,這種重力塌陷將無法停止,會在百萬分之一秒內塌陷成一個無法挽回的黑洞。太陽本身質量不夠,因此不必擔心他成為黑洞的那一天。

2,哈勃半徑。哈勃半徑指宇宙大爆炸產生的光至今傳播的距離,大致為150到200億光年。地球并非位于宇宙邊緣,因此用望遠鏡觀測到的最遠距離無法超過這個數值。實際上哈勃半徑,可以理解成人類目前可以通過可見光和無線電觀測的宇宙的最大范圍。

那么這兩個關鍵的半徑參數和我們生存的宇宙本身就是一個超級黑洞有什么關系呢?事情就這么巧合,因為通過理論計算的目前人類可觀察的宇宙范圍的物質,包括暗物質的總質量的史瓦西半徑,居然和人類可觀察的宇宙的哈勃半徑是基本一致的!這是可觀測宇宙本身就是一個黑洞的內部的直接有力證據!

其實要理解這句話也要做一番解釋。這么說把,黑洞目前被認為不止一種,現在認為黑洞有至少三種:



一種自然是大質量恒星衰老后重力塌陷而成的黑洞,狼山叫他們自我奮斗型黑洞,也就是靠自己的努力和噸位發(fā)展成的黑洞。這種黑洞的質量一般小于太陽質量的10倍,因為成為黑洞需要至少3.5倍太陽質量。黑洞形成后,他又吸收了周圍星體或星云的質量而變的更大了一些;然后因為周邊就沒啥東西了,他的質量就很難再擴大,也就是一個普通的黑洞,就像我們的太陽再大3.5倍,最終形成黑洞后,吞噬了8大行星,然后他想再吞噬周圍恒星但是距離太遠,也只能常年餓著了。

第二種黑洞叫中等質量黑洞,一般質量是太陽的十倍到百倍之間,這種黑洞的形成原因不明,一般認為要么是一個星團集體衰老后塌陷,要么是超級大的恒星質量塌陷,否則不會質量這么大。

第三種是大型黑洞甚至包括超大黑洞,這種黑洞的質量大到驚人,有至少幾百萬個太陽的質量。因此引力強大。天文學認為,每個星系的核心,都有這樣一個甚至是2個大黑洞作為引力中心,否則星系很難聚集在一起。

還有更大的黑洞,可能有幾十個星系的總質量。大型黑洞和超大黑洞,都不可能是單個恒星塌陷后,再不斷吞噬周邊物質而形成,因為他們的質量實在是太大了,就算天天吃恒星大餐,也不可能在宇宙形成后的所謂160億年中發(fā)展到如此大的質量,他們可能在大爆炸發(fā)生后幾秒就已經是黑洞了。大質量黑洞都可算是天生黑洞,狼山叫他們富二代型黑洞。

要理解宇宙本身就是黑洞內部的理論,就要先知道黑洞確實有超級大個的。黑洞的變大其實現在看不到上限。也就是黑洞可以不斷的增加質量而又不斷的變大,理論上可以直到和宇宙本身一樣大。

而且在超級大個的黑洞內部,物質的密度并非一直都超級密集??傎|量越小的黑洞,內部的密度越大,但是質量越大的黑洞,內部密度反倒是不斷下降。



比如前面說了,把地球壓縮成黑洞,相當于把地球的所有物質塞進一個不到1.8厘米的玻璃球。而把太陽壓縮成黑洞,相當于把太陽的物質塞進一個6公里直徑的球。那么如果一個黑洞的史瓦西半徑是地球環(huán)繞太陽軌道的這個球體,也就是3億公里直徑的一個大球,這個黑洞內部的平均密度是多大呢?其實已經比水的密度還小。換句話說,如果太陽和地球之間的空間全部充滿水,他就是一個大黑洞。

若一個黑洞的史瓦西半徑是海王星的軌道球面,那么這個黑洞內部的平均密度已經比氫氣還稀薄。若一個黑洞的史瓦西半徑是銀河系的半徑,這么這個黑洞的平均密度比我們用機械人工抽出的所謂真空還稀薄。因為人工抽氣一定有抽不干凈的少量空氣分子。

若理解了上述說法,就明白了為何現在人類可以觀察的全部宇宙的半徑,恰恰等于與人類已經知道的宇宙總物質的史瓦西半徑,這本身就暗示我們就在一個超級大黑洞的內部。

(未完待續(xù))


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