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黑洞是宇宙中客觀存在的一種天體,黑洞的體積有大有小。

最小的黑洞小到瞬間就能被蒸發殆盡,而大的黑洞則可以主導整個星系的執行。每一個星系的中心都存在著一個星系級的黑洞,它依靠自身強大的引力來使周圍的物質高速運轉,而這些物質又帶動外圍的天體執行起來,以此類推,一個星系便開始了有序的執行。

宇宙中黑洞的體積有大有小,但是這裡所說的體積實際上並不是黑洞的實體,而指的是黑洞視界的體積。黑洞擁有極強的引力,所以在黑洞附近的一定範圍內,逃逸速度超越了光速,包括光在內的所有物質都無法逃逸而出,這就構成了一個不可見的絕對“黑域”,這個“黑域”的邊緣就被我們稱之為視界,在黑洞視界之外,逃逸速度小於光速,所以便可見了。

黑洞的實體

通常認為黑洞的實體就是奇點,奇點是一個密度無限大而體積無限小的點,擁有極強的引力。那麼這個奇點有多小呢?不同大小的黑洞,其內部的奇點大小是否都相同呢?由於黑洞世界內部是完全不可見的,所以沒有人能夠真正觀察到奇點的大小,但我們可以通過推論和分析得到答案。

黑洞是恆星生命結束之後的產物,而根據恆星品質大小的不同,除了黑洞以外,燃燒殆盡的恆星還可能坍縮成為白矮星或者中子星。一般認為,品質在太陽品質8倍以下的恆星會坍縮成為白矮星,白矮星是一種極為緻密的天體,引力和密度都很高,所以恆星坍縮為白矮星之後,體積會大幅縮小,縮小的幅度約為原來的30萬分之一。也就是說像太陽一般的恆星坍縮為白矮星後,會變得和地球差不多大小。

白矮星小,中子星更小,地球的平均直徑約為12756公里,而一顆品質在太陽品質三倍左右的中子星的大小卻只有十幾公里。

這是因為中子星的品質更大,所以引力也就更大,在強大引力的作用下,恆星物質會不斷向內坍縮,在這樣強大的引力之下,原子也無法獨立存在,原子核會被壓碎,核外電子會進入核內,與核內的質子結合形成中子,中子星就是一顆完全由中子星物質所構成的緻密天體,所以它的體積更小。

而黑洞的品質要比中子星大得多,一般認為一顆在太陽品質30倍以上的恆星會最終坍縮為黑洞,在黑洞強大的引力作用下,不僅原子不可能存在,就連中子也不可能存在,沒有任何力量可以阻止進入黑洞內部的物質不斷向內坍縮擠壓,所以作為黑洞的實體,奇點的體積也會被不斷壓縮。

毫無疑問,構成黑洞奇點的物質只可能以一種形式存在,那就是基本粒子。

但這並不意味著所有黑洞的奇點都擁有相同的大小。奇點是一個點,關於這個點,應該怎樣去理解呢?用筆在紙上點一下,就會出現一個點,而這個點其實是很大的,它包含了不可計數的分子量,而構成黑洞奇點的物質卻是基本粒子,所以奇點要比我們通常所理解的點還要小,而品質越大的黑洞,它奇點的體積也就會越小,甚至可能有些星系級黑洞,奇點的體積與基本粒子是相等的。

不過我們也必須清楚,這種推論只是在現有的物理法則下做出的,而在奇點內部,物理法則很可能是失效的。那麼是不是所有被黑洞吞噬的物質都會最終歸於這個奇點呢?

進入黑洞的物質

物質一旦進入黑洞內部,便不可見了,而這些進入黑洞的物質會繼續向黑洞中心靠近,融入奇點之中,不斷向中心坍縮。但這只是針對黑洞的時間尺度來說的,對於我們而言,這些進入黑洞的物質幾乎永遠停留在了黑洞視界的內部邊緣。為什麼呢?因為狹義相對論效應。

​一個物體周圍的引力越強大,它的時間流逝速度就越慢,比如導航衛星所受的引力作用要明顯小於地面,所以衛星上時間流逝的速度就會比地球表面快,所以必須不斷對二者進行時間校對,否則便無法實現精確導航。而黑洞視界內部的引力是極為強大的,強大到連光速也無法逃脫,所以黑洞視界內部的時間流逝速度必然是極度緩慢的,相對於我們而言,甚至可以說是完全靜止的。#科學我知曉#

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