回覆列表
-
1 # 科學船塢
-
2 # 看松讀畫軒
黑洞,被描述為一個緻密質量、無限小體積、時空高度彎曲的神奇天體。因為連光都無法逃逸,故稱黑洞。
根據相對論和量子力學理論,物理學家猜想,黑洞周圍時空極度扭曲,不斷有大量的星雲(星團)、恆星聚集(引力作用)落入黑洞。隨著質量越來越大、體積被壓縮至無限小,最終將演變成為新的奇點。
令人遺憾的是,解釋宇宙演變的相對論和量子力學在接近黑洞處不再適用(無意義)。於是,科學家建立了一個包括研究宇宙起源的新的數學模型,即弦理論。他們試圖用弦理論揭開宇宙起源、時空膨脹與坍縮、黑洞、多重宇宙等演變的秘密。
但迄今為止,除了得到一些讓人難以理解的純數學多維度解以外,物理實驗意義上的答案几乎沒有。由於缺少可觀測的證據和可驗證的推演,科學家還不能直接從純數學答案中推斷是否真的存在高維度時空。
站在遠離黑洞之外思考,描述黑洞為三維空間加一維時間的四維天體是合理的。但從弦理論角度來看,站在數學模型上思考,黑洞只有四維的解答可能是不完整的,至少它有多少維度的解答是不唯一的。所以,是否存在多於四維度的黑洞天體,也許等到物理學的“大統一理論”出現時,黑洞的維度才會有真解。
1916年,德國天文學家史瓦西透過計算愛因斯坦引力場方程的一個真空解,驚奇的發現,這個解表明如果大量的物質聚集在一個無限小的點上,在其周圍就會出現奇異的現象。
也就是說,在這個點的周圍存在一個介面,即“視界”,一旦光進入到這個視界中,就無法逃逸了。這種奇怪的宇宙天體被美國的物理學家約翰 阿奇博爾德 惠勒命名為“黑洞”。
黑洞由此進入到物理學家的視野中,黑洞擁有極其強大的引力,表面逃逸速度大於光速。 黑洞的中心其實就是一個體積無限小、熱量無限大、時空曲率無限大、密度無限大的一個奇點。
根據愛因斯坦的相對論,當一顆恆星死亡時,前提恆星質量足夠大,在它死亡時,它將聚整合一個點,這時引力無限大,搖身變為黑洞,吸收周圍的光線以及任何物質。
愛因斯坦指出我們的宇宙是四維宇宙,即三維空間加上一維時間,時間並不可見。既然宇宙是四維宇宙,黑洞是宇宙的天體,那麼便可以說黑洞存在於四維。霍金於1974年作出關於黑洞的預言,他稱黑洞也會釋放耀眼的光芒、體積也會縮小,甚至會爆炸,噴射出物質,預言一出,整個科學界都震動。
霍金結合廣義相對論與量子理論作出這一預言,黑洞的引力場向周圍釋放出能量,同時也消耗著自身的質量與能量。
幾十年來,人類不斷觀測宇宙神秘的天體,但對於黑洞仍然處於理論猜測階段,所以對於黑洞,誰也不敢絕對的下結論,都是猜想。再等個幾百年,或許就知道了。