黑洞的奇點(diǎn)和最初的奇點(diǎn)的疑問?

2023-02-19 03:03

2個(gè)回答
黑洞是一個(gè)時(shí)空區(qū)域,其中的引力場(chǎng)十分強(qiáng)大,以致任何物質(zhì)都不能逃逸出來,它具有非常高的物質(zhì)密度,它的體積由史瓦西半徑確定。下表列舉了各種物體的一些引力參數(shù),可
以看到,黑洞與其它物體是怎樣的不同。
物體質(zhì)量( kg) 尺度(半徑R) 史瓦西半徑(Rg) 引力參數(shù)(Rg/R)
原子10 - 26 10 - 10米10 - 53米10 - 47
人體102 1米10 - 25米10 - 25
地球1025 107 米10 - 2米10 - 9
太陽(yáng)1036 109 米103 米10 - 6
中子星1036 104 米103 米10 - 1
宇宙1059 1010光年1010光年1 ( ?)
  而黑洞的中心是一個(gè)奇點(diǎn),其密度遠(yuǎn)比上列表里所列的物體密度大得多幾乎無法用數(shù)子來描述。它的質(zhì)量一般在太陽(yáng)質(zhì)量的3倍以上,它的視界就是史瓦西半徑所確定的球面。
所謂視界,簡(jiǎn)單地講,就是不可見區(qū)域的邊界。黑洞在沒有完全形成的時(shí)侯,從該星體發(fā)出的光線是從直線變得彎曲,繼而是光線折回星體,當(dāng)黑洞完全形成后,所
有的光線都被拉了回去,這時(shí),由史瓦西半徑?jīng)Q定的球面就成為這個(gè)黑洞的視界。在視界的外面,光線可以通過,只是可能發(fā)生一些偏折,這就是我們所熟知的正常宇宙;而在黑洞的視界里面,所有的光線都被聚集在中心而凍結(jié)。
(1)此奇點(diǎn)不同于彼奇點(diǎn)。他們的相同之處是質(zhì)量都集中在一個(gè)小“點(diǎn)”上,并且都不知道這個(gè)小點(diǎn)由什么構(gòu)成使得巨大的質(zhì)量可以如此集中,最后廣義相對(duì)論在這個(gè)奇點(diǎn)失效,都需要從量子力學(xué)的角度去描述奇點(diǎn)。
(2)不同之處是黑洞的奇點(diǎn)到視界有基本粒子掉到奇點(diǎn)上,奇點(diǎn)質(zhì)量得到增加,奇點(diǎn)到視界邊緣存在時(shí)空彎曲,視界外存在時(shí)空,可見黑洞屬于我們這個(gè)宇宙。而宇宙大爆炸的那個(gè)奇點(diǎn)外面不存在視界和時(shí)空,或者通俗地說時(shí)空高度蜷曲比黑洞彎曲時(shí)空還厲害,更不會(huì)有基本粒子掉在奇點(diǎn)上,因?yàn)槟菚r(shí)還沒有粒子的形成,更不會(huì)有視界。
(3)奇點(diǎn)的無限問題是相對(duì)的。它密度大到一定程度,體積小到一定程度我們則稱為無限。實(shí)際上據(jù)我所知不同黑洞的奇點(diǎn)密度可以不同的,并且密度之間可以相互比較誰(shuí)打誰(shuí)小,可見并不是真正的無限。密度會(huì)隨著吞噬物質(zhì)越多就越變?cè)酱螅驗(yàn)樗痰迷俣?,奇點(diǎn)的體積不會(huì)增大多少,甚至可以說不會(huì)增大。
(4)至于黑洞的奇點(diǎn)怎么坍塌來的,我就講簡(jiǎn)單點(diǎn)了。大于三十倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星爆炸的剩余物質(zhì)則大于奧本海默極限也就是差不多三倍太陽(yáng)質(zhì)量形成了一個(gè)連光都無法逃逸的天體,這僅僅是黑洞的前身。恒星劇烈爆炸產(chǎn)生的向內(nèi)壓縮的力量促使這個(gè)三倍太陽(yáng)質(zhì)量的殘余物會(huì)繼續(xù)坍塌,直到所有剩余物的質(zhì)量集中在空間的一個(gè)點(diǎn)上,強(qiáng)大的引力(或者說如此大的質(zhì)量集中于一點(diǎn)對(duì)時(shí)空的嚴(yán)重彎曲離)使得這個(gè)點(diǎn)一定距離形成視界,也就是光速進(jìn)入這個(gè)視界也跑不出去。
(5)最后一個(gè)問題不能和最初的奇點(diǎn)一樣。黑洞不可能把整個(gè)宇宙吞下去。所以真要比較的話,黑洞的奇點(diǎn)對(duì)于宇宙大爆炸的奇點(diǎn)只是小巫見大巫而已。另外樓主說的黑洞的奇點(diǎn)離視界之間的時(shí)空問題我在上面有描述,就不多做回答了。
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