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黑洞密度之大,甚至连光都不能逃脱,那么黑洞内部到底是怎样的呢?
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发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:3
黑洞密度之大,甚至连光都不能逃脱,那么黑洞内部到底是怎样的呢?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
你真是太好奇了!不过,人类正是因为有好奇心才推动科学进步的!
牛顿理论和爱因斯坦理论都预言了黑洞的存在。两者预言的黑洞有所差别,但有一个共同点:任何物体和信息都无法从黑洞中逃逸出来。无论黑洞内部发生什么,我们在外面都无法得知。
这导致了一个逻辑小“泥坑”。我们无从得知黑洞里发生了什么,可我们又想知道。派个人进去看看吧,可他知道了也无法把情况传出来啊!
但这并不是说我们对黑洞里会发生什么就一无所知了。科学家们还是从理论上找到了一些端倪,大约了解了黑洞内的“景象”。
假设一个宇航员要去探测一个黑洞。这个黑洞很大。有个敢死队员驾驶宇宙飞船从外面逐渐向黑洞驶去。在跨过视界的过程中,他向远处的同伴挥了挥手,含笑进入黑洞。
外面的同伴会看到他挥手的影像。由于引力红移和延迟,这个影像将一直存在,直到永远也不会消失,但这个影像会越来越红,波长越来越长,越来越暗淡。实际上,从他的同伴看来,这个宇航员将永远也进入不了黑洞,他只是离黑洞“视界”越来越近而已。就算落入黑洞会死,但由于他永远落入不了黑洞,所以他永远都死不了。如果他出发之前买了人身亡故保险,保险公司会拒赔的。因为他还没死。这个情节在刘慈欣的科幻小说“三体”里有描述。建议去看看那本小说!这是在宇航员的同伴的视觉来看的。
而在宇航员视觉看来,则大为不同。我们假设黑洞很大,视界处的潮汐力并不大。当宇宙飞船穿过黑洞视界时,宇航员的感觉上没有什么不同。他和宇宙飞船平稳穿过视界。
穿过视界后,宇航员感觉还不错。他向后看去,发现他的同伴还在远处正为他的安危担心,他甚至还能看到天空中的星系。他肯定会好奇地向前看向那传说中的奇点。可惜他什么也看不到,因为光线不会从那里发出。但是他还是感到一些异样,因为他似乎无法控制飞船了。无论他驾驶飞船往哪个方向,飞船都被那个奇点吸引,无论他把油门踩到多大,飞船总会向着奇点的大致方向飞去。飞船离传说中的奇点越来越近。这时,他还感到身体出现异样。他躺下来换个舒服的姿势,脚冲向前进的方向,这时他感到有股力量在撕扯他,好像有一双手,分别拉着他的头和脚向两个方向拉拽。学过物理学的他明白,这是黑洞内的潮汐力在起作用。潮汐力还会不可抑制地继续增加,直到把他的身体拉成一根细细的面条。他闭上眼睛,慢慢体会这不可倒流的时光。如果黑洞足够大,这个旅程可能会非常长,长到超过他的一生,以致于在潮汐力扯细他的身体之前,他能够自然死亡。因此,他也许不会太过悲惨。但对于普通恒星变成的黑洞,这个过程只有瞬间。
上面这个过程的描述当然只是一种观点,也许有些人会有不同意见。就连霍金也提出另外一种景象。他认为,黑洞只是一个“时空弯曲到自身的一个独立空间”。由于弯曲到自身,黑洞内任何物质都跑不出来,因为无路可逃。就像黑客帝国中男主进入地下铁路,那是一个死循环。在黑洞内,时空无边无际,向任何方向无限运动你都找不到边界(所以你也出不来)。但其内部空间仍然是有限大小的。当你看到“有限而无边”这些字眼想到什么?对了,我们的宇宙。我们的宇宙就被科学家描述为“有限无边”,你向任何方向以任意快的速度前进,你都找不到宇宙的边界,你既冲不出宇宙,也撞不到特朗普修的边界墙上,但科学家告诉我们宇宙又是有限的。难道,我们的宇宙就是一个黑洞?!说不定,也许是,也许不是。
做为科普爱好者,目前也只能猜测一下下而已。真想研究,去搞懂相对论吧,去搞懂弦论吧,去学习黎曼几何吧。这些大概还都是基础知识,因为最终答案还没有出现!
回答于 2019-09-11 08:43:50
依据爱因斯坦广义相对论,利用其引力场方程,就可以预言黑洞的存在。也就是在巨大质量物体周围,其时空极度扭曲,光沿着其扭曲的时空传播,永远不会传出来。简单地理解,就是黑洞万有引力太强,连光子也无法逃逸。
爱因斯坦万有引力场方程可以求解,获得史瓦西半径。在该半径范围内,光子不能逃逸,因此也就看不到。所以史瓦西半径,又称为黑洞视界。
相信题主问的是视界范围内黑洞的结构如何?
因为看不到,所以没有人知道。但我们可以推断,黑洞内巨大的万有引力,会压塌任何结构,连密排的中子都不能存在。所以,黑洞应该是一个奇异的几何点,几乎没有体积。
回答于 2019-09-11 08:43:50
黑洞就是一个洞,里面是空的,东西从这边进入,毕竟要从另外一头出去,只是我们现在还没有发展黑洞的出口。
回答于 2019-09-11 08:43:50
黑洞是一种天体,或者说是大质量天体演化的一种终极形态。
一般我们按照质量不同分为微型黑洞,恒星级黑洞和星系级黑洞三类,微型黑洞目前尚未发现,只是在理论中存在。而恒星级和星系级黑洞已经在观测上得到了证实,目前我们了解相对比较多的是恒星级黑洞。
这类黑洞是有大质量的恒星演化而成的,质量在30倍太阳质量以上的恒星,演化的最终阶段就是黑洞了。
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