什么叫黑洞,白洞是黑洞的反义词吗

2023-05-24 01:15:03 110阅读

什么叫黑洞,白洞是黑洞的反义词吗?

在广义相对论发表后不久,物理学家史瓦西就从引力场方程中得到了第一个解析解,后来科学界就以他名字命名为史瓦西解。

史瓦西解里得到一个公式——史瓦西半径公式,这个公式能计算出当一个大质量的天体发生引力坍缩,会成为一个体积无限小的点,而在它周围会形成一个半径区域,在这个区域内逃逸速度就超过了光速,因此在这个半径区域内不会往外产生任何辐射,而任何物质粒子包括光一旦越过这个区域就没有逃离的可能,这个区域半径就称为史瓦西半径,而这个封闭的区域就是史瓦西黑洞。(黑洞这个词是几十年后惠勒起的)史瓦西黑洞的边缘临界面被称为事件视界,简称视界。

不过虽然这个公式是从爱因斯坦的引力场方程里推算出来的,但对此奇葩结论爱因斯坦的内心是拒绝的,他不认为自然界会产生这种奇葩玩意儿。

什么叫黑洞,白洞是黑洞的反义词吗

当时物理学家也纳闷,黑洞这样一直只吸不放,就会一直长大,那不就整个宇宙都会被它吸进去了吗?这不科学啊...然后有人指出,这个黑洞坍缩的过程在相对论里是可逆过程,因为相对论本身具有时间平移对称性,(也就是时间反过来它依然成立)那会不会黑洞坍缩的过程也是可逆的呢?那么就会有这么一种天体,它跟黑洞相反,它只会往外喷射物质,而不会吸入任何物质,也就是任何外界物质包括光也不能进入它的史瓦西半径范围内。于是人们称这种与黑洞性质相反的天体为白洞,而这白洞就是黑洞的时间反演,黑洞吸,它放,这样就平衡了,宇宙也不用被黑洞吸进去了,因为它长不大了...

在最初人们的认识里,当天体无法抵御自身引力发生坍缩,就会直接坍缩成黑洞,因为当时除了除了恒星的热膨胀和电磁力,人们没有找到任何抵御这种坍缩的方式。直到十多年后的1928年,印度物理学家(当时好像还是个学生吧)钱德拉塞卡根据天才泡利几年前提出的泡利不相容原理计算出当天体发生引力坍缩时,恒星内部的电子因泡利不相容原理产生排斥,阻止了天体继续坍缩,形成电子简并态,(就是我们现在所说的白矮星)但他同时发现,这种排斥力是有限的,当该坍缩的天体质量超过太阳质量的1.44倍,简并压力就无法抵御引力坍缩,最终就会坍缩到一个无穷小的点,于是黑洞又出来了……

上图——著名的上帝之眼中心是一颗看不见的白矮星

又过了几年,美国物理学家奥本海默指出,当电子简并态阵亡以后,天体还能坚持一下,他指出当电子简并压撑不住的时候,电子会被压入原子核与核中的质子结合成为中子,然后整个简并态天体就成为一个以中子构成的超级原子核,而此时中子简并压会起作用,天体进入中子简并态,中子星就出来了。同样地他意识到中子简并压也是有极限的,最终当坍缩天体质量大于约3.2倍太阳质量时,就不再有任何作用力抵御引力坍缩,天体最终还是坍缩成一个体积无限小的点,黑洞又回来了……

需要指出的是,他们最初计算的临界质量都是不准的,上面采用的是后期修正后的数据,但是对于奥本海默极限其实直到现在还是算不准的,那是个非常大概的临界值....

好了,根据上面的各种理论计算,黑洞的产生是无可避免的了,那么现实又是怎样呢?根据目前的天文观测,已经有足够的证据显示黑洞确实存在,而且发现它们真的可以很大,并且越来越大,这样白洞就是多余的了,因为不需要它来喷掉黑洞吸进去的物质了。而且基于时间不可逆的科学共识,这个需要时间反演才能产生的奇葩天体就没有任何存在的理由了,而事实上在天文观测中也没有任何它存在的证据。

黑洞是由物质构成的?

关于黑洞,许多科学家包括爱因斯坦、霍金等都有论述。《今日头条》先后也发表了不少有关黑洞的回答,对于一些科学家的观点,及一些人云亦云的回答我是持不同意见的。对于你提出的问题,我在前天发表的"黑洞是如何形成的?"已作了回答,这是我的独家观点。现择录于下,欢迎提出宝贵意见!宇宙诞生于138亿年前,黑洞是伴随着宇宙的诞生自然形成的。它是由宇宙爆炸时残留的含有强大磁力的原力碎块,通过吸噬爆炸后产生的星云物质而形成的恒星体,这种恒星体能够产生巨大的引力场,也叫原力场。在引力场的作用下,星云坍缩形成星球和不同星系。应该说,每个星系都有一个巨大的引力场,也就是大黑洞;同时每个星系又具有若干个小引力场,也就是小黑洞。正是由于存在这种大小的黑洞,各星系才能保持相对稳定的结构和状态,在引力的相互作用下,不停地旋转和沿着一定的轨道运动。此外,星系形成后,质量足够大的恒星如发生超新星爆发也能形成黑洞,但这是后话。从某种意义上讲,太阳也是一个小黑洞,它吸引着八大行星围绕它公转,同时它又受银河系巨大黑洞的吸引而围绕银河系公转。因此,我们可以说黑洞居功至伟。没有黑洞,宇宙将处于混沌状态,星球和生命就不可能诞生。黑洞的引力是巨大的,并随着不断地吞噬物体而变得越来越大。万物有始就有终,有终就有始,在轮回中保持永恒。如果说宇宙是由奇点爆炸形成的,那么总有一天在越来越大的黑洞吞噬下,宇宙再回到原点,然后再爆炸,周而复始以至无穷。

而不是一个吸收光的黑球?

第一,黑洞不黑,由于霍金辐射从视界面发出的光很亮,甚至比太阳还亮。第二,黑洞是从广义相对论里推论出来的天体,根据广义相对论的模型,黑洞确实就是空间中的一个大坑洞。第三,黑洞这个名字是科幻作品里最先流行就起名黑洞,大家也就跟着叫,科学理论里面不叫黑洞。

黑洞到底是个奇点?

黑洞的本体是一个奇点,如果算上事件视界的话,可以看作一个天体,是不能算作星球的。

星球通常是指一个球状密实天体,形状也必须要保持稳定。很明显黑洞不符合这个要求。黑洞有一个吸积盘,上下两边还有吞噬物质时产生的喷流,喷流是高能粒子以及伽马射线。

黑洞的大部分质量都集中于奇点,奇点才是黑洞的引力源。奇点由于体积很小,可以想象成一个几何中的点。奇点处的时空曲率无限大。正因为如此,奇点处的密度几乎无限大。

受黑洞引力的影响,时空极度弯曲,形成视界 。理论上来说,任何进入视界的物体都不能再出来了。黑洞视界表面的逃逸速度大于光速。平均而言,黑洞的整体密度随着质量的增大而减小。对于m87星系中心这样的超大质量黑洞来说,平均密度可能比水还要低。

黑洞通常分为史瓦西黑洞(无自转,不带电荷,球状对称),克尔黑洞等四类。对于科普文上的黑洞,没有特殊说明时,一般指的是史瓦西黑洞。对于黑洞的大小,我们用史瓦西半径来描述。

根据哈勃望远镜的观测,宇宙中所有的星系中心都存在超大质量黑洞。星系中心的超大质量黑洞,根据科学家们的推测,其很有可能来源于黑洞的合并。黑洞就是维持这个宇宙间天体秩序的守护者。

超大质量恒星(大约25倍太阳质量)衰老时,会通过超新星爆发的形式将大部分质量射进太空,其余下核心会在引力的作用下坍缩,当超过奥本海默极限(3.2倍太阳质量)时就会演变成黑洞。

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黑洞死亡后是什么?

黑洞死亡会变成什么?

黑洞作为宇宙中拥有强大吞噬力的天体,本身就可以成为宇宙的天体处理器,可以快速吞噬已经发生爆炸的天体,然而黑洞作为天体也是有寿命之说,黑洞可以终结其他天体,也可以被其他天体终结,甚至是自我终结。

对此,小编认为黑洞有两种死亡方式。第一种被更大的黑洞终结,众所周知黑洞的吞噬力与质量有关,黑洞质量越大,对物体的吸引力越大,质量更大的黑洞对质量小的黑洞吞噬力更强,那么质量小的黑洞死亡过程就很有可能是被超大质量的黑洞吞噬。

第二种可能与霍金辐射有关,根据霍金《时间简史》相关理论,黑洞最外层存在霍金辐射,向外散发出能量,虽然说霍金辐射的力度比较小,但是对小质量黑洞而言,霍金辐射终究会消耗掉黑洞的能量。

当然除了上面两种,还有一种可能比较荒诞,那就是宇宙膨胀后的压缩,根据宇宙大爆炸原理,宇宙在奇点大爆炸之后,会继续膨胀到一定程度,然后宇宙会开始压缩,最后在强大的作用力使得宇宙天体发生爆炸,自然也包括黑洞,毕竟根据能量守恒定律,宇宙起源奇点大爆炸,奇点的质量是27克,那么宇宙在压缩之后质量也应该是27克,那么像质量庞大的黑洞存在的可能性更低了,应当是跟随宇宙天体发生爆炸,最后死亡。

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