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黑洞中心的奇點肯定不再是由原子核和電子構成的了,實際上到了中子星這種天體的時候,原子和電子都已經不存在了,因為電子都被中子星的強大引力壓入了質子中,也就是說質子和電子壓到了一起成為了中子,中子星就像一個巨大的中子球,已經將物質限制在了中子的層面上。
然而黑洞是更高一級的天體,它的引力比中子星更厲害,強大到連光都無法逃逸,所以理論上黑洞會把中子進一步壓縮,這樣一來,原子核中的質子、中子、電子都已經不復存在。有的天文物理學家認為是壓縮到了夸克的層面上,所以有些科學家稱黑洞為夸克星,但是黑洞的質量差別也很大,目前還無法否認超級黑洞會不會在夸克的層面上再進一步壓縮,不過關於這些,目前還都是理論上的猜測,因為黑洞中的世界,我們還對其一無所知。
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3 # stemmer
黑洞中心的奇點,神奇而又不神奇。
看完本文,你會發現,以後不大會被黑洞了。
顧名思義,黑洞中心的奇點,講的是奇點在黑洞中心,也就是說,奇點沒有佈滿整個黑洞。
奇點佈滿整個黑洞,叫裸奇點,叫數學黑洞,叫真黑洞。那麼文中的黑洞就不是裸奇點,而應叫視界黑洞。
上文講了,黑洞裡邊分兩層,外層為視界,裡層為奇點,奇點與視界重疊叫裸奇點,不重合,視界大於奇點區域叫視界黑洞。
史瓦西黑洞,說物質收縮到恰當程度後,不旋轉的、電中性的物質中心點發出的光,剛好跑不出這個質量體。這時,質量體的半徑為史瓦西半徑。史瓦西半徑黑洞,奇點為一箇中心點,視界為質量體。因此,所有史瓦西黑洞,奇點之外有物質,都是視界黑洞。
還有旋轉的黑洞,帶電荷的黑洞,帶電荷旋轉的黑洞,等等黑洞,除了裸奇點,都是視界黑洞。愛因斯坦說,大自然討厭裸奇點。宇宙時空內還沒發現裸奇點,裸奇點本文不討論,只說一點,我們的宇宙就是一個唯一可知的裸奇點,裸奇點和宇宙一樣神奇,一個德性。
視界黑洞的奇點,指的是我們看不見的區域,你看到過的所有關於黑洞圖片,都是示意,其實,你連黑洞的黑都看不見,連個點都看不見。看得見的是引力透鏡現象,看到的是黑洞奇點後面,黑洞奇點後面的天體。一旦發現一個天體有一天同時看到了幾個,就發現了一個引力透鏡現象,也就找到了一個視界黑洞。平常天空很亮,日蝕時,太陽背後的引力透鏡現象最好找,如果,太陽的正背後剛好有顆星星,這時你同時會看到幾顆星星圍在太陽周圍,一會兒又變成了一個,恭喜你,肉眼發現了引力透鏡現象,找到了一個太陽後面的黑洞。其實,太陽時時在製造小黑洞,只不過,平時發現不了。愛因斯坦廣義相對言預言了引力透鏡現象,由於陰雨,說好的太陽日蝕當時沒看成,等到下次看成時,已過去多年,愛因斯坦的廣義相對論才正式走向舞臺。
再說一遍,看不到的區域,叫黑洞奇點。
你的眼睛,就是視點,眼睛的前面一開始,就是黑洞視界。黑洞視界不是指看不到的區域,黑洞奇點之外,黑洞視界之內,能看到。我們能看到視界內奇點外的天體運動,推測它受到的引力效應,去推測黑洞奇點內的組成。
一般情況下,黑洞奇點無奇。上文中的太陽後黑洞,一會兒就沒了,平白無奇。
我們的眼睛前移,奇點就後退,退出來的奇點,可探測。只不過,像大質量天體形成的視界黑洞離我們很遠,相對於銀河系銀心,這個大黑洞,我們的眼睛還出不了太陽系,還暫時觀測不了。
對於更遠的黑洞,我們的視點可移動的距離更小得可憐,過去只可用引力透鏡去發現,探測,現在,多了隻眼晴一一引力波探測。
黑洞奇點密度,原本關係不大,史瓦西黑洞,質量越大,半徑越大,而密度越小,質量大到宇宙,宇宙這個大黑洞,密度出奇的小,小到一立方僅個位數個質量粒子。
要形成引力透鏡現象,形成視界黑洞,要麼距離夠近,要麼遠距下,質量夠大,區域夠大。距離小的,放大鏡下就是。距離遠的,質量密度得大才行。想想光有多快,想把它困住沒那麼容易。
黑洞越小,質量密度越大,引力透鏡現象才越明顯。銀河系雖近在眼前,除了銀心,黑洞應很多,但密度還是較低,黑洞也較大,引力透鏡現象隨著天體執行,忽隱忽現,不會明顯,關注者較少。只有遠方超大質量的黑洞,每發現一個,都會吸引大量的眼球。
說到這裡,明白了普通視界黑洞平白無奇,視界而已。然而,理論上比中子星密度還高的黑洞奇點由什麼組成呢?
中子星,是己知了密度最高的天體。中子星引力效應強大引將電子壓進質子,質子基本變成中子,中子星就是個大原子核,原子核的密度有多高,中子星的密度就可能有多高。有的中子星觀測到強烈的磁場,說明電子沒消失,還在中子裡,中子星還是由質子、中子、電子組成,只不過他們擠在一起了。
比中子星密度更大的星體,為理論上的夸克星,夸克星是怎樣的存在?
平常講,黑洞奇點引力奇大,曲率無限大。這裡糾正一下,曲率無限大,指的不是一個點,而是一個區域,宇宙,很大很大,光跑不出吧,宇宙邊邊曲率就無限大,宇宙奇點有限無界,對外就是一個看不見的無窮小點。
超大黑洞奇點引力奇大,可還有一個德性,黑洞質點中心,引力是各向平衡的,稍微偏離一點,質量物質就會被吸到一邊去,黑洞奇點中心,強大的引力效應向四周拉扯,黑洞奇點中心,沒有液態、汽態、離子壓力,還存在固態物嗎?比中子星密度還高的物質還存在嗎?早拉開了。
超大黑洞奇點中心,引力效應這麼大,時空會不會被拉開?你以為宇宙膨脹,是向外長嗎?宇宙內生,宇宙很可能是被引力效應拉開的。你以為引力效應只吸引?那是對質量物質說的,對引力效應,時空就是受拉的“繩子”,時空在膨脹,宇宙內生,是被引力效應拉開的,在內部拉開的,拉開時空的同時,補充能量物質。
引力效應拉開時空,一在質量密度大的地方,那裡引力大,一在質量密度小的地方,那裡時空薄弱。宇宙何以還是那麼均質,不擠成團團?物質密度高的加空間,物質密度低的加物質。
結論來了,黑洞奇點,平白無奇。
腦洞大開了吧?上述觀點教課書上沒有吧?
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當然不是!
物質除了基本的氣液固三態,還有其他狀態,比如等離子態,超流態等,而中子態也是其中一種。自然界中,中子態組織主要存在於中子星中。
對於恆星而言,當燃燒殆盡後,由於沒有聚變引發的爆炸對抗重力,物質就被壓縮得很小很小,當質量不大時,可能會變成白矮星。而比較大時,圍繞原子核運動的電子就會被擠進核內,和質子結合形成中子。整個星球,都在重力的作用下,變得無比緻密,全部由中子組成,而沒有原本的電子和原子核結構。
當恆星質量更大時,也就有可能變成黑洞了。至於黑洞內部到底是什麼樣的,由什麼東西組成,我們還沒法推測,不過,可以肯定的是,中子星都不存在這個結構了,黑洞中心的奇點就更加不能了!