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1 # 星宇飄零2099
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2 # 科學探秘頻道
黑洞是根據現代廣義相對論,提出的宇宙中存在的一種天體。1916年,德國天文學家卡爾史西瓦透過計算愛因斯坦引力場方程,得到了一組真空解。這個解指出,如果把足夠多的,大量的物質集中於一點,那麼在這個點周圍,就會發生奇怪的現象。這是由於這個點的質量巨大,導致其引力很大,從而使得這個點周圍某一視界範圍內,光子都不能逃離其引力,進而導致我們無法獲知黑洞內的任何資訊。這個點就叫做奇點,光子剛好不能逃離奇點的介面就叫做視界,而這種不可思議的天體,由於連光線都不能從其中逃離出來,就被自然而然的稱為黑洞。
其實,透過對黑洞的描述我們也知道,黑洞它是一個冷血無情的天體,它會肆無忌憚的吞噬掉它周圍的一切物質,並使它們一直囚禁於其內部。對於我們來說,我們知道的也僅此而已,由於即便光子都無法逃離黑洞視界,我們完全不知道黑洞視界內部的情況,更不用說那些物理定了適用於黑洞了。即便是黑洞,也是科學家們理論推算出來的一個怪異天體系統,我們並不能直觀的去觀測到它,只能透過其產生的各種效應,去推斷它的存在。目前為止,黑洞還存在這很多爭議的地方,比如黑洞資訊悖論,甚至霍金大神為了解釋這些矛盾,提出了黑洞其實並不存在,現在我們所謂的黑洞,不過是灰洞而已的觀點。
物理學定律是就像是我們認識宇宙的手段和工具,那天這個工具對於新事物不能用了,我們就得換個工具或者創造一個新的工具,去適用於這個新事物。而黑洞對於我們來說,其就是一個未知的新事物。我們可以拿現在任何已知的物理學定律去解釋它,研究它,當然,只要這個定律說的通,解釋的好,我們就可以認為這個物理學定律依然適用於黑洞。但是,當我們的觀測和用這些理論解釋的黑洞行為相悖時,我們就不得不考慮換個“工具”,甚至創造一個新“工具”去解釋黑洞的行為了。比如霍金髮現的黑洞輻射,他就在真空不空的基礎上,提出的一種解釋黑洞輻射行為的新理論。
就目前已知,相對論以及量子力學,都仍然適用於黑洞宏觀性質以及視界之外行為的解釋,而我們也正是透過這些理論,去了解認識黑洞,甚至推測黑洞視界之內可能發生的一些事以及存在的景象。但是也僅此而已,我們目前為止,我們對黑洞的瞭解依然太少,其視界內部是否還循序這些物理定律,沒有一個科學家敢給一個肯定的答案。即便是看似適用於任何微觀世界的量子物理學,其空間尺寸也存在一個極限大小,既普朗克常數尺寸,一旦物質小於這個尺寸,現代物理學定律就會沒有一個可以使用,全部失效。所以,目前為止,我們也只能用現階段的物理學定律去研究黑洞。
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相對論就適用於黑洞,而且黑洞就是根據相對論推出來的,但相對論同時得出一個黑洞中心無限坍縮的奇異點,這個奇異點才是物理定律失效的地方。除了奇點以外,黑洞內部情況可以根據廣義相對論推算。
這方面的權威有剛拿到諾貝爾物理學獎的基普索恩。
關於黑洞內部結構現在已經有很多理論預言了,比如高速自轉的克爾黑洞內部奇點是一個環,並且存在兩個視界:外視界和內視界,還可能會存在超過一個奇點:外飛奇點。還有史瓦西黑洞內可能存在蟲洞。這些都是透過求解引力場方程根據廣義相對論推算出來的,雖然不一定都正確,至少表明廣義相對論在黑洞內部並沒有失效。
如果你問的問題其實是想問黑洞,那麼暫時還沒有成熟的理論適用於奇點 ,那裡需要一個能統一相對論和量子力學的理論:量子引力理論,這種理論現在還沒有。