首頁>科學>

在廣義相對論發表後不久,物理學家史瓦西就從引力場方程中得到了第一個解析解,後來科學界就以他名字命名為史瓦西解。

史瓦西解裡得到一個公式——史瓦西半徑公式,這個公式能計算出當一個大品質的天體發生引力坍縮,會成為一個體積無限小的點,而在它周圍會形成一個半徑區域,在這個區域內逃逸速度就超過了光速,因此在這個半徑區域內不會往外產生任何輻射,而任何物質粒子包括光一旦越過這個區域就沒有逃離的可能,這個區域半徑就稱為史瓦西半徑,而這個封閉的區域就是史瓦西黑洞。(黑洞這個詞是幾十年後惠勒起的)史瓦西黑洞的邊緣臨介面被稱為事件視界,簡稱視界。

只進不出的黑洞!

不過雖然這個公式是從愛因斯坦的引力場方程裡推算出來的,但對此奇葩結論愛因斯坦的內心是拒絕的,他不認為自然界會產生這種奇葩玩意兒。

當時物理學家也納悶,黑洞這樣一直只吸不放,就會一直長大,那不就整個宇宙都會被它吸進去了嗎?這不科學啊...然後有人指出,這個黑洞坍縮的過程在相對論裡是可逆過程,因為相對論本身具有時間平移對稱性,(也就是時間反過來它依然成立)那會不會黑洞坍縮的過程也是可逆的呢?那麼就會有這麼一種天體,它跟黑洞相反,它只會往外噴射物質,而不會吸入任何物質,也就是任何外界物質包括光也不能進入它的史瓦西半徑範圍內。於是人們稱這種與黑洞性質相反的天體為白洞,而這白洞就是黑洞的時間反演,黑洞吸,它放,這樣就平衡了,宇宙也不用被黑洞吸進去了,因為它長不大了...

只出不進的白洞!

在最初人們的認識裡,當天體無法抵禦自身引力發生坍縮,就會直接坍縮成黑洞,因為當時除了除了恆星的熱膨脹和電磁力,人們沒有找到任何抵禦這種坍縮的方式。直到十多年後的1928年,印度物理學家(當時好像還是個學生吧)錢德拉塞卡根據天才泡利幾年前提出的泡利不相容原理計算出當天體發生引力坍縮時,恆星內部的電子因泡利不相容原理產生排斥,阻止了天體繼續坍縮,形成電子簡併態,(就是我們現在所說的白矮星)但他同時發現,這種排斥力是有限的,當該坍縮的天體品質超過太陽品質的1.44倍,簡併壓力就無法抵禦引力坍縮,最終就會坍縮到一個無窮小的點,於是黑洞又出來了……

著名的上帝之眼中心是一顆看不見的白矮!

又過了幾年,美國物理學家奧本海默指出,當電子簡併態陣亡以後,天體還能堅持一下,他指出當電子簡併壓撐不住的時候,電子會被壓入原子核與核中的質子結合成為種子,然後整個簡併態天體就成為一個以中子構成的超級原子核,而此時中子簡併壓會起作用,天體進入中子簡併態,中子星就出來了。同樣地他意識到中子簡併壓也是有極限的,最終當坍縮天體品質大於約3.2倍太陽品質時,就不再有任何作用力抵禦引力坍縮,天體最終還是坍縮成一個體積無限小的點,黑洞又回來了……

雙中子星合併!

需要指出的是,他們最初計算的臨界品質都是不準的,上面採用的是後期修正後的資料,但是對於奧本海默極限其實直到現在還是算不準的,那是個非常大概的臨界值....

好了,根據上面的各種理論計算,黑洞的產生是無可避免的了,那麼現實又是怎樣呢?根據目前的天文觀測,已經有足夠的證據顯示黑洞確實存在,而且發現它們真的可以很大,並且越來越大,這樣白洞就是多餘的了,因為不需要它來噴掉黑洞吸進去的物質了。而且基於時間不可逆的科學共識,這個需要時間反演才能產生的奇葩天體就沒有任何存在的理由了,而事實上在天文觀測中也沒有任何它存在的證據。

不斷變大的超級黑洞!

  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 一顆會下暴風雨的星球,在那呆一年等於地球29年