网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

黑洞到底长什么样?是时空的一个破洞?还是一颗实打实的天体?

0
分享至

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,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。

史瓦西

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,本以为不会在短时间内有人找出解,谁想到第一个精确解竟在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地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地进入黑洞(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破洞,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。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
女人这3处毛浓密,是好还是不好?或许很多人不了解

女人这3处毛浓密,是好还是不好?或许很多人不了解

医者真言
2024-04-24 16:52:29
地铁惊现尴尬:女子穿着曝光,引发围观热议!

地铁惊现尴尬:女子穿着曝光,引发围观热议!

涛涛生活搞笑
2024-04-25 01:27:42
杭州市监部门五一节前告诫酒店:对预定客房订单不得单方毁约

杭州市监部门五一节前告诫酒店:对预定客房订单不得单方毁约

澎湃新闻
2024-04-25 09:38:26
虽然越南人口数量突破1亿,但是河内的繁华程度跟昆明旗鼓相当

虽然越南人口数量突破1亿,但是河内的繁华程度跟昆明旗鼓相当

辽宁打工者谈城市发展
2024-04-22 21:42:13
重庆:前夫开豪车看儿子,女子打扮精致主动迎接:想复婚

重庆:前夫开豪车看儿子,女子打扮精致主动迎接:想复婚

情感舍论汇
2024-04-22 21:13:07
罗西:梅罗风格不同我更倾向于梅西 他80岁仍会是大联盟最佳

罗西:梅罗风格不同我更倾向于梅西 他80岁仍会是大联盟最佳

直播吧
2024-04-25 13:47:22
内鬼开始下手了?当年颠覆苏联手法在中国重现,蹊跷事情接连发生

内鬼开始下手了?当年颠覆苏联手法在中国重现,蹊跷事情接连发生

昕梦倾城
2024-04-12 12:04:00
中东陷入混战,俄军发起行动,北约集体失声

中东陷入混战,俄军发起行动,北约集体失声

谷火平
2024-04-25 14:26:17
喜讯!易建联2儿子开始崭露头角,天赋出众,训练刻苦,未来可期

喜讯!易建联2儿子开始崭露头角,天赋出众,训练刻苦,未来可期

刺头体育
2024-04-25 12:54:29
上海地铁发现,3个“奇怪现象”,难道时代变了吗

上海地铁发现,3个“奇怪现象”,难道时代变了吗

小鹿姐姐情感说
2024-04-25 14:06:11
“三鹿奶粉”董事长田文华,因表现良好,5年3次减刑,快要出狱了

“三鹿奶粉”董事长田文华,因表现良好,5年3次减刑,快要出狱了

坦然风云
2024-04-20 18:04:30
离岸人民币兑美元较周二纽约尾盘跌126点

离岸人民币兑美元较周二纽约尾盘跌126点

财联社
2024-04-25 05:30:08
没戏了!华为小米的订单被“代工巨头”拿走,郭台铭:这很不公平

没戏了!华为小米的订单被“代工巨头”拿走,郭台铭:这很不公平

高山非凡创作
2024-04-23 17:23:55
惊天逆转!湖人4:2掘金?湖人G3祭出绝招,约基奇要哭了

惊天逆转!湖人4:2掘金?湖人G3祭出绝招,约基奇要哭了

伦纳德之家
2024-04-25 09:54:16
愤怒!记者:中国游泳队被“投毒”导致集体药检阳性,警方介入

愤怒!记者:中国游泳队被“投毒”导致集体药检阳性,警方介入

大咖唠体育
2024-04-23 14:27:32
不自爱,两个十七八岁的女孩,在楼下跪近1小时,网友:毁三观​

不自爱,两个十七八岁的女孩,在楼下跪近1小时,网友:毁三观​

三月柳
2024-04-24 15:20:47
伊朗总统警告:若以色列再袭击伊朗,将不复存在

伊朗总统警告:若以色列再袭击伊朗,将不复存在

凤凰卫视
2024-04-24 13:12:12
差距越拉越大?洛杉矶GDP曾超上海2620亿,如今竟扩大到42803亿?

差距越拉越大?洛杉矶GDP曾超上海2620亿,如今竟扩大到42803亿?

江峰聊情感
2024-04-25 02:35:18
莫拉蒂:没想到第二颗星等了58年,若无你所知道的一切国米已25冠

莫拉蒂:没想到第二颗星等了58年,若无你所知道的一切国米已25冠

直播吧
2024-04-24 08:55:26
三组1-1,五组2-0!湖人6.6%晋级,太阳93%出局,热火要黑八?

三组1-1,五组2-0!湖人6.6%晋级,太阳93%出局,热火要黑八?

元爸体育
2024-04-25 14:55:48
2024-04-25 15:46:47
科学时空
科学时空
一起来探索科学
319文章数 5942关注度
往期回顾 全部

科技要闻

雷军:希望小米SU7能成为苹果用户购车首选

头条要闻

男子被上门女技师触摸隐私部位要求"加钟" 平台回应

头条要闻

男子被上门女技师触摸隐私部位要求"加钟" 平台回应

体育要闻

当胜利变成意外,就不要再提未来……

娱乐要闻

心疼!伊能静曝儿子曾被狗仔追到洗手间

财经要闻

先涨价再降价,特斯拉“打脸”只用20天?

汽车要闻

这灯效我能看半小时 奥迪Q6L e-tron有备而来

态度原创

艺术
数码
家居
时尚
公开课

艺术要闻

艺术名画︱爱尔兰画家大卫·科因的刀画作品

数码要闻

联想 ThinkBook TGX 显卡拓展坞极客版上架:1499 元,首发价更低

家居要闻

光影之间 空间暖意打造生活律动

夏天怎么搭配才更好看清爽?建议掌握好这些时尚技巧,实用显品味

公开课

睡前进食会让你发胖吗?

无障碍浏览 进入关怀版