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我们称呼黑洞,常常形容其为宇宙中最恐怖的天体,可是如果单单看黑洞这两个字的语意的话,你可能会觉得这是一个洞,那么黑洞到底是洞呢还是天体呢?
这个点叫做奇点,而宇宙诞生之前,其实也是一个奇点,这个奇点密度无限大,体积无限小,时空曲率无穷大。黑洞形成之前,它是一个天体,准确点来它是一颗恒星,而且是一颗比太阳还要大的恒星,恒星的生命也是有限的,它们依靠内部的核聚变提供能量发光发热,核聚变的辐射压也是支撑它不会在自身巨大的引力作用下塌缩的保证。可是有一天它的核燃料消耗得差不多了,辐射压无法与自身的引力相抗衡,那么它就只有向内收缩,最终形成一个奇点。
黑洞是无法被直接观测到的,但是我们可以间接观测到它们,黑洞是一个吞噬一切的无底洞,在它们吞噬物质的时候,它们是通过自身强大的引力将物质一点点吸引过去的,这些物质在足够靠近黑洞的时候运动速度都是很快的,它们之间相互碰撞,释放出伽马射线,这样一来虽然我们不能直接看到黑洞,但是却可以通过发光的黑洞吸积盘来判定黑洞的存在,如果你看过《星际穿越》的话,你应该对黑洞的模样不太陌生。
总的来说,黑洞是一个天体而并非一个洞,虽然理论上的黑洞只是一个点,但是它的影响范围却是实实在在的球体,黑洞的引力,在三维空间中的分布在各个方向都是一样的,这一点跟洞应该是有很大的不同的。另外,假想如果黑洞真的是一个洞的话,那么是不是可以理解为黑洞在其侧面看过去没有厚度呢?事实情况显然不是这样的,黑洞根本没有正面侧面之分,这和球形的天体是一样的。
本文来自镜像科普
牛顿是之一个对引力进行总结归纳的人,他的万有引力定律阐明了“质量越大引力越强”,这个事实
然而牛顿既不清楚引力的产生机制,也没意识到万有引力定律的局限性(当然这不怪他),这为后来爱因斯坦广义相对论的诞生,埋下了伏笔。
1915年,理论物理学家爱因斯坦终于完成了他的广义相对论,这个有关引力的新理论,将引力的本质解释为了“质量引起的时空结构变化”,科普常用的说法,“是质量扭曲时空,进而产生了引力”
在广义相对论体系中,时空结构是可以被质量随意扭曲的,而扭曲的后果之一就是“偏折光线”,卡尔.史瓦西在一战前线计算出广义相对论引力场方程的之一个精确解后,科学界知道了如果质量堆积于时空一点,那么经过该时空区域的光,将偏折成闭环。
在恒星物理学中,一颗恒星的核心质量如果超过了太阳质量的2.44倍,那么它在超新星爆发后,其核心区域将坍塌成一个质量极大的新天体,这个天体的逃逸速度将超过光速,因此在外界看来,它将是黑色的。
以上就是黑洞的形成过程和具体形态
需要指出的是,人类目前对黑洞的一切了解都还局限在理论上,没人知道黑洞内是什么情况,尽管大部分人都认为黑洞的引力会撕裂任何靠近它的物体,但个别老年黑洞有可能像《星际穿越》中的卡冈图雅一样“温和”
同样是在广义相对论中,时空结构还可能扭曲成沟通两个区域的“爱因斯坦-罗森桥”,这种特殊的时空结构被称为“虫洞”,有物理学家认为在宇宙大爆炸初期的高温宇宙中,虫洞是天然存在的时空结构,但随着宇宙的膨胀冷却,今天的宇宙已经不可能再出现天然虫洞了。
不论是黑洞还是虫洞,它们本质上都属于时空结构的特殊变化
黑洞是宇宙中的空间,就是恒星与行星背面的空间,太阳只能照射恒星与行星对面的这个面,而恒星和行星的背面太阳照射不到的就是黑洞,黑洞在宇宙中就是一个球体到另一个球体中间空隙,太阳又照不到的背面就是黑洞,黑洞不能称天体,窟窿都在宇宙内,宇宙没有内外之分。
一般我们是将其视为天体看待的,但由于黑洞的独特属性,和其它天体还是有很大区别,比如最常见的史瓦西黑洞,它内部实际上就是一个无体积的奇点,理论上可以认为是空无一物的,虽然不是窟窿,但似乎离正常的天体也相差很远。
黑洞分为四种,以是否带电和角动量为标准,有刚才我们提到的史瓦西黑洞,它不带电、没有角动量,只有质量一个属性;还有就是除了质量以外,只带电的莱诺黑洞;只有质量、角动量,不带电的克尔黑洞;最后就是三种属性都带的克尔纽曼黑洞。
今天我们重点从史瓦西黑洞进行讲解,因为这是它是四种黑洞中结构最简单,网上好多科普都是以它为黑洞代表。
爱因斯坦当年在提出广义相对论后,由于引力场方程的求解十分困难,本以为不会再短时间内有人找出解,谁想到之一个精确解竟在1916年就被德国物理学家史瓦西求得,他给出了一个静止的、无自转天体对时空各部分会造成什么样的影响。
随着科学家对这个精确解进行后续研究时,发现了两个奇性存在,其中一个奇性被证明是数学上的,也就是说可以通过坐标变换消除,而剩下的一个奇性却是物理上的,通过数学手段无法消除,而这个奇性所对应的位置就是史瓦西黑洞的中心,称之为奇点。
而刚才一开始说的奇性,其位置则在我们现在称之为史瓦西半径的边界上,这是一个很重要的边界,是区分黑洞与外界的位置,也就是我们常说的事件视界,宇宙中任何物体一旦踏足事件视界,就失去了再次返回宇宙空间的机会。
用牛顿力学去理解这个事件视界,就是要从逃离此处的物体,其速度必须大于光速,但光速是物体运动速度的上限,除了光子等无静止质量的物体之外,没有谁能达到。(不知道大家有没有看出来,刚才这句话实际上是前后矛盾的,因为光速上限是狭义相对论中的结论,而牛顿力学中速度没有上限,原则上如果考虑了狭义相对论就不要再考虑牛顿力学了,实际上说光速上限,也是不准确的,当然了,着涉及到四维时空的几何语言,这里不多说了)
如此看来,就连光都无法逃离的事件视界,那么物体一旦越过事件视界,那么它的一切信息就意味着与世隔绝了,处于黑洞外部的我们,没有任何办法能够监测到物体进入事件视界后的变化。不过幸运的是,科学家们对史瓦西黑洞的深入研究发现,物体一旦进入黑洞,那么它将会不可避免的掉进史瓦西黑洞的中心——奇点。
什么叫做不可避免呢?打个比方,一架飞船越过了事件视界,但由于这颗史瓦西黑洞的质量非常巨大,以至于它在事件视界处产生的潮汐力很小,所以飞船可以安然无恙的进入黑洞(不会被潮汐力解体),虽然飞船自身,甚至于里面的人员都不会感到什么身体上的不适,但它们距离黑洞奇点的距离却随着时间的流逝,不断的缩短,也就是说,即便飞船开足马力,都无法阻止飞船不断接近奇点的这个过程。
原因就在于史瓦西黑洞,事件视界以内的时刻与外界时空是不一样的,内部时空坐标进行了互换,原先的空间带有了“时间属性”,也就是只能单向流动,所以飞船即便开足了马力都无法阻止最终坠向奇点的结果。
当然了,刚才这段话仅仅是通俗来讲的,可能有些不严谨,相比而言,如果换做光锥的讲法,可能效果会更好一些。我们都听过一句话,叫做“光锥之内即命运”,如果在画出描述黑洞的时空图,我们会发现,每个物体在越过事件视界后的光锥无一例外的都朝向内侧,也就是说这些物体的未来都只能局限在黑洞之内,并且最后都得坠落向黑洞。
而物体在接近奇点时,潮汐力会加强,最终没有任何物体可以抵抗这强大的潮汐力,纷纷解体而亡,至于这些物体进入到这个无体积的黑洞后会发生什么变化,我们就不得而知了,因此相对论在此处失效了。
由此看来,对于史瓦西黑洞来说,如果以事件视界为边,那么在外界来看,它就是一颗不发光的黑球(不考虑霍金辐射),而且神奇的是,在这个黑球内部,竟然也没有任何物体,因此所以被黑洞吸入的物体都会坠向奇点,而奇点又是一个无体积的点(密度无穷大)。
如此看来,史瓦西黑洞既不是一个窟窿,也称不上一个合格的实打实的天体,虽然其它黑洞的结构与史瓦西黑洞不同,但总的来讲,也同样算不上合格的实打实天体。
一般在天文学上把黑洞看成一种特殊的天体。之所以特殊,是因为黑洞存在一个视界,视界线之内的任何讯息都传输不出来。也就是说,在某个范围内,黑洞完全是“黑的”,因为就连光子都逃不出去。我们远远看去,就像是宇宙中存在着一个漆黑的球状大洞。当然了,犹豫黑洞的引力极强,我们看到的黑洞形状可能并不是完美的球形。
黑洞内部有个奇点,该点集中了黑洞所有的物质。奇点几乎没有任何体积,但是密度却大到无法想象。犹豫密度太大,所以根据爱因斯坦的时空理论,奇点把空间可以“压”的无限弯曲,就好比一个无限深的洞一样,任何事物落入其中都无法出来。这样的黑洞就像是把宇宙撕了一块下来,好像是宇宙破了个洞,破了一个窟窿。
肯定会有人问,黑洞到底通向哪里呢?
这个问题即便是对黑洞最了解的霍金也无法告诉你。因为黑洞内部和我们的时空是完全隔离的,进入里面的任何物质都出不来。我们无法探测黑洞内部,黑洞就好比不属于我们的时空一样。有人猜测,黑洞或许连接着另外一个宇宙,在我们宇宙,黑洞产生的是吸引力,而在另外一个宇宙,它就是一个向外吐物质的白洞。
当然了,要想证明这个理论很难,因为我们进入黑洞就出不来了。不过,如果我们在宇宙中能够发现白洞的话,或许会增加些许证明。
到此,以上就是小编对于少女前线塌缩点隐藏关卡解锁的问题就介绍到这了,希望介绍关于少女前线塌缩点隐藏关卡解锁的2点解答对大家有用。
评论
荷塘月色
回复线,就没有能够逃出来的,所以啊,原则上来说黑洞是不可以被直接观测到的,理论上的黑洞其实不是一个洞,也不是一个球,而是一个点。这个点叫做奇点,而宇宙诞生之前,其实也是一个奇点,这个奇点密度无限大,体积无限小,时空曲率无穷大。黑洞形成之前,它是一个天体,准确点来它是一颗恒星,而且是
荷塘月色
回复带电的克尔黑洞;最后就是三种属性都带的克尔纽曼黑洞。今天我们重点从史瓦西黑洞进行讲解,因为这是它是四种黑洞中结构最简单,网上好多科普都是以它为黑洞代表。爱因斯坦当年在提出广义相