黑洞内部是什么样的 黑洞内部到底是什么样子的
黑洞里面到底是什么样子
黑洞(black hole)是时空展现出引力的加速度极端强大,以至于没有粒子,甚至电磁辐射,像是光都无法逃逸的区域。广义相对论预测,足够紧密的质量可以扭曲时空,形成黑洞;不可能从该区域逃离的边界称为事件视界 (event horizon)。虽然,事件视界对穿越它的物体的命运和情况有巨大影响,但对该地区的观测似乎未能探测到任何特征。在许多方面,黑洞就像一个理想的黑体,它不反光。此外,弯曲时空中的量子场论预测,事件视界发出的霍金辐射,如同黑体的光谱一样,可以用来测量与质量反比的温度。在恒星质量的黑洞,这种温度高达数十亿K,因此基本上无法观测。
黑洞力学四定律
第零定律 稳态黑洞表面引力为常数。
第一定律 dM=k/8π dA+ΩdJ+VdQ(自然单位制c=G=h bar=1)
其中,M,k,A,Ω,J,V,Q分别为质量(能量),表面引力,表面积,转动角速度,角动量,表面静电势,电荷。
与之类比 dU=TdS+ΩdJ+VdQ
其中,U,T,S,Ω,J,V,Q分别为内能,温度,熵,转动角速度,角动量,表面静电势,电荷。
第二定律 黑洞面积随时间不会减少。
第三定律 不可能通过有限步骤使表面引力降为0(达到极端黑洞,即产生裸奇点)
黑洞力学四定律含:
广义相对论(含宇宙学常数)引力场方程
霍金黑洞蒸发理论
彭罗斯-霍金奇点定理
黑洞里面结构模型图文解:
黑洞里面中心奇点结构模型图文解:
图中+-号代表不可分割的最小正负弦信息单位-弦比特(string bit)
(名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit
量子信息研究兴盛后,此概念升华为,万物源于量子比特)
注 位元即比特
黑洞里面是什么呢?
黑洞里面就是除了中心的奇点之外,其他地方什么都没有。
科学家们认为,黑洞内部的密度是很高的,以至于可以弯曲空间,而且时间也会停止,此外,它会吸收一切物质,即使是光线也无法逃脱。进入黑洞的物质在外部观测者有限的时间内不会到达中心,因此物质在黑洞内部处于分布状态,物质的分布情况完全取决于物质落入黑洞的历史,但是中心处空空如也。
黑洞的特点
黑洞会发出耀眼的光芒,体积会缩小,甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬·史蒂芬霍金于1974年做此语言时,整个科学界为之震动。黑洞曾被认为是宇宙最终的沉淀所 没有什么可以逃出黑洞,它们吞噬了气体和星体,质量增大,因而洞的体积只会增大。
黑洞并非一直静止不动。量子效应表明,黑洞严格地说并不黑,而是借着热辐射一直在发着幽暗的光。一个质量跟太阳一样大的黑洞,其温度低得可怜,才只有绝对温度的零上100亿之1度,当黑洞与其他物体或其他黑洞相撞时,仍然会出现一些活动,随着黑洞自旋的消耗,黑洞的旋转会逐渐慢下来。但是,当空间的温度降到黑洞的温度以下时,便会出现最为激烈的变化。
黑洞内部什么样?那是一个完全封闭的世界,中心只有一个点
任何有质量的物体都具有引力,而引力本身是四种基本力中最弱的,所以我们难以发现小质量物体之间的引力作用。
但随着物体质量的增加,引力效应就会变得非常明显,我们的太阳系就是如此形成的。早期的太阳系只不过是一些星云物质,这些物质在运动之中不断碰撞融合,形成了一些较大的天体,而大质量的天体又会吸引融合小质量的天体,久而久之就诞生了恒星。
太阳系中虽然有八大行星、数百颗卫星以及不计其数的小行星,但这些天体加在一起只占太阳系物质总量的0.14%,而太阳自己就占了99.86%。
恒星的引力虽然强大,但并不是宇宙中最强大的天体,宇宙中真正强大的天体是黑洞。
黑洞和恒星、行星等一样都是宇宙中的天体,但黑洞又与其它的天体表现出了截然不同的状态,因为黑洞的引力实在是太强大了。黑洞强大的引力来源于其无限的密度。所以黑洞无论大小,都能够吞噬其引力范围内的一切物质。
在不考虑霍金辐射的前提下,一个直径一毫米的黑洞如果诞生在地球之上,那么它无限的密度就会导致其直接坠落到地球的中心,然后在那里不断吸收地球物质,最终将整个地球吞入腹内。
当然,现实中这种事情并不会发生,根据霍金辐射理论,过小的黑洞在产生的瞬间就会蒸发殆尽。
宇宙中的黑洞通常很大,恒星级的黑洞往往是由恒星坍缩而成的。在恒星燃料耗尽之时,由于聚变所产生的张力无法与引力继续保持平衡,恒星就会发生坍缩,最终坍缩为一个新的天体,小质量的恒星会坍缩为白矮星,而大质量的恒星则会坍缩为中子星和黑洞。
当然,宇宙中还有比恒星级黑洞更大的星系级黑洞,这些星系级黑洞往往处于星系的中心,比如银河系的中心黑洞人马座a*就是其一,星系级黑洞往往是宇宙的原生黑洞,诞生于宇宙之初。
黑洞有大有小,这里所说的大小主要是指黑洞的质量,而非体积。
从观测角度来讲,黑洞的体积的确也是有大小的,但是观测上所讲的黑洞体积实际上是根据黑洞的史瓦西半径来计算的。
在史瓦西半径之内,由于黑洞强大的引力,包括光在内的一切物质都无法逃逸而出,所以是无法观测的,然而物质在被黑洞吸收的过程中会被拉扯撕碎,同时释放巨大的能量,这就在黑洞的视界之外产生了一圈明亮的吸积盘,我们也就可以通过吸积盘观测到黑洞,黑洞的质量越大,其史瓦西半径也就越大,但史瓦西半径并非黑洞的真实体积。
通常认为,黑洞的内部什么也没有,也就是说黑洞其实并没有一个实体的表面。
这是因为在黑洞视界内部,由于强大的引力作用,没有任何力量可以阻止物质不断坍缩,所以不论黑洞吞噬多少物质,最终都会汇聚成为一个点,这个点体积无限小,密度无限大,是一种不可理解的存在,我们称之为奇点。
每一个黑洞的内部都是一个封闭的世界,那个世界是与我们所认知的世界完全不同的。我们知道引力会导致时间和空间的弯曲,在黑洞强大引力的作用下,黑洞内部的时间和空间与常识中的概念完全不同,在那里,我们现有的物理法则可能都不适用。这才是黑洞真正神秘的地方。
黑洞内部空间是什么样的?
黑洞可以有内部空间也可以没有。暗物质就是未知物质,或是隐形物质,黑洞就是暗物质的代名词。宇宙万物由意识产生,意识不会完全湮灭,物质就不会完全湮灭。按照霍金的理论,黑洞也是在蒸发的,再大的黑洞也有消失的一天。 而空间的存在意义,取决于时间。 只要时间跑在黑洞前面,黑洞就是失败者。黑洞没有内部空隙。黑洞内部物质从中心向外密度逐渐减少,黑洞中心处密度最大。并且视界外依然有暗物质,在暗物质外还可以有气态星云以及正将掉入黑洞的物质。
有空间,就像原子核中,核子之间就存在空间一样。黑洞可以视为是中子堆积而成的巨大原子核。因为视界半径内的质量密度并没有质子的大,重子数守恒定律决定黑洞内的重子数也必须守恒。黑洞是一个球形天体,根据力学知识,它中心受到球表各个方向向外的引力,引力合力为零,处于不受力的失重状态。
我们在地面,地球引力合力是向地心的,我们到了太空,各个天体包括太阳地球给我们的引力合力是为零,失重状态。地面有东西,太空没东西。同理,黑洞中心失重状态同样也没东西,是有内部空间的。有可能,黑洞可能连接着另一个宇宙的入口,但都是猜测,毕竟没有谁进入过黑洞。
当然有。黑洞对于我们这个宇宙是几何点,对于另一个世界是无穷大。我们这个宇宙的光和实物通过黑洞,在另一个世界,重新爆炸出新的宇宙。黑洞不是洞。它只是一种星体,和地球月球一样,只不过它的质量非常大,引力非常大,大到可以捕获光线,所以我们无法直接观察到它。
黑洞的结构是什么?
黑洞的结构很简单 一个视界包围着一个奇点。应该注意的是 尽管人们经常把视界称为“黑洞的表面”,其实在这个“表面”上并不存在任何有形的东西。
球状的施瓦西黑洞既不自转,也不带电荷,是最简单的黑洞。
最复杂的黑洞是既有质量又带电荷,同时还在自转的黑洞。因为极其强大的引力把黑洞的一切细节都摧垮了,所以远方的观察者最多只能探测到黑洞的三个物理量,即质量、电荷和表明黑洞自转快慢的角动量。科学家把这种情况称为“黑洞无毛”,意思是说黑洞没有任何繁琐、复杂的细节。
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