黑洞是什麼形成的
黑洞是由質量足夠大的恆星在核聚變反應的燃料耗盡而“死亡”後,發生引力坍縮產生的。以下就是小編給你做的整理,希望對你有用。
黑洞的形成:
1.內部致爆形式
內部致爆形式,是指黑洞的揮發由內部原因構成。這些內部原因大約有兩種,其一是三維能量空間內質量的轉移,所形成的黑洞脂肪量超過由黑洞質量決定的臨界值;其二是三維能量空間的膨脹或黑洞的旋轉。
黑洞脂肪的形成使黑洞變得不穩定,構成了任何黑洞爆炸的總前提。西方的計算表明,黑洞的表面溫度存在一個正比於表面引力的溫度,也就是說,黑洞的表面溫度存在著一個最大臨界值,而黑洞的表面溫度恰好由道學黑洞脂肪的量決定,所以,一旦脂肪的堆積超過臨界,黑洞必然出現大規模的揮發。揮發的結果是使黑洞形成一個周圍包裹著大量原脂肪物質的黑洞,也就是通常所說的星雲。這是內部致爆的第一種方式。
第二種方式則不同,它使黑洞的心臟地帶變得臃腫——旋轉產生離心力,質點效應進一步消散,從根本上使黑洞變得不穩定。一旦膨脹超過維持黑洞四維引力圈套的臨界,黑洞也將爆炸。這種爆炸,將使黑洞發生“分裂”——將一個黑洞炸成許多的黑洞。我把前一種致爆模式叫做“去脂肪模式”,後一種叫做“離散模式”。兩種模式也可聯合進行,聯合致爆的結果是使一個黑洞變成一個星系。
這個爆炸原理是最為普遍的,它能解釋宇宙中為什麼有那麼多的天體,同時也符合宇宙中天體不斷遠離的觀察結果。
2.外部衝擊致爆形式
外部致爆的原理很簡單:通過引力衝擊破壞四維引力圈套的引力平衡。
這種方式的成功,必須要有黑洞脂肪的前提,實質上是一種內外聯合的起爆。沒有黑洞脂肪,四維引力圈套對能量的粉碎能力沒有下降,任何物質都不可能對黑洞構成引發爆炸的“衝擊”。
黑洞脂肪形成後,四維引力圈套發生分化,兩個圈套之間產生不穩定的勢差,雖然沒有達到兩種內部爆炸的臨界,但如果在這個時候給予一個足夠破壞這個平衡的外部引力衝擊***不一定需要進行對撞,擦肩而過也行***,黑洞就會“爆炸”***不一定發生分裂***。
當然,對負責進行引力衝擊的引力源是有大小要求的,因為這個原理實際上是利用外部引力所產生的潮汐引力***時空曲率***將虛假的四維引力圈套撕裂,引力不夠強,就達不到效果。如果進行對撞式的直接衝擊,則對物質的能量密度將絕對有要求,這個要求,可能根據黑洞的衰老程度***虛假四維引力圈套處的潮汐引力大小***有著等級的劃分。密度越是高的能量,對黑洞的適爆性就越強,例如中子星什麼的,在宇宙中應該算是“萬能引爆器”。
外部衝擊致爆不多見。因為根據推測,“爆炸”的結果將很可能形成雙子星或雙子星系,而這類天體是非常少的。
在黑洞揮發的問題上,道學的理論與西方的理論存在著巨大的歧義。筆者認為黑洞核心向外輻射的能量能夠在四維引力圈套處堆積形成能量巨大的脂肪,並使黑洞的視界發生膨脹,而霍金則通過計算預言黑洞的視界具有一個正比於表面引力的有限溫度。且溫度和表面引力正比於質量除以面積,也就是與質量成反比,當黑洞持續輻射,將質量轉化為外流能量時,它的質量會下降,熵和表面積下降,而溫度和表面引力升高,黑洞收縮而變熱,從結果上看,它在蒸發。
然後,幾乎是經過無數億年***具體來說是10的67次方年***的收縮和加熱,1~2個太陽質量大的黑洞質量會減小到幾千到1億噸之間的某個量,視界收縮到原子核大小的若干分之一,溫度達到1萬億到10萬億度,然後,在幾分之一秒裡發生猛烈的爆炸。
霍金的這個計算,是將廣義相對論與量子論結合的產物。且所預言的結果“違反了那時所知的關於黑洞一切事情”***之前的黑洞理論都是以量子論為基礎算出來的***。明眼人一看就應該知道,所謂違反了關於黑洞的一切事情,指的主要是黑洞只吞不吐的事情。***他使用的將廣義相對論與量子論結合的數學工具,被後來的專家們發展成一組新的物理學定律,稱為“彎曲時空的量子場的定律”。***
對於這個連西方科學界都覺得似是而非的計算和預言,道學的態度是這樣的:它是不倫不類的。原因有兩個,第一是霍金使用的計算工具是廣義相對論與量子論的結合體,計算物件是量子論的泡沫黑洞而不是廣義相對論的無限黑洞。黑洞是廣義相對論的產物而不是量子論的產物,量子黑洞的產生是在此基礎上強加的結果。第二是他的蒸發沒有考慮黑洞對外部空間能量的吸收。根據霍金之前的絕對視界理論,由於不斷吸收外界能量的緣故,黑洞的表面積是不斷增加的,這個增加和輻射時的減少是一對矛盾。綜合起來就是:他用不倫不類的數學工具計算了一個不倫不類的物件得到了一個不倫不類的結論。
當然,他的有些理論是正確的,例如黑洞表面的溫度正比於表面引力。這個結論與道學***在廣義相對論基礎上***的結論相符:四維引力圈套對能量的束縛作用是有限的,引力越強,停留在跑步機上的脂肪***能量***就越多,溫度越高;引力越弱,跑步機上的脂肪就越少,溫度就越低。但四維引力圈套處的引力必然是一個固定值,所以最高溫度也是固定的,如果超過這個固定值,四維引力圈套就會收縮,將脂肪暴露在外部空間從而揮發。
因此,質量越大的黑洞,由於表面積越大,能夠囤積的脂肪就越多,揮發時釋放出來的脂肪就越多,至於如何使表面積的溫度超越臨界***最大值***,則更簡單——黑洞內部三維圈套裡的星系不斷向外釋放能量,使能量向跑步機上聚集。而這個能量是要遠大於量子論下黑洞向外的微量輻射的,所以黑洞的表面溫度很容易就能超過臨界使黑洞大規模揮發。霍金只看到量子論對外部的作用,對黑洞內部的結構以及這個結構對黑洞溫度上的貢獻沒有過多的建設性的發展,自然就落入了量子論的圈套裡面,得到一些看似結合了相對論但實際上全部都是量子論做主的結論。
黑洞的表現形式:
恆星的時空扭曲改變了光線的路徑,使之和原先沒有恆星情況下的路徑不一樣。光在恆星表面附近稍微向內偏折,在日食時觀察遠處恆星發出的光線,可以看到這種偏折現象。當該恆星向內坍塌時,其質量導致的時空扭曲變得很強,光線向內偏折得也更強,從而使得光線從恆星逃逸變得更為困難。對於在遠處的觀察者而言,光線變得更黯淡更紅。最後,當這恆星收縮到某一臨界半徑***史瓦西半徑***時,其質量導致時空扭曲變得如此之強,使得光向內偏折得也如此之強,以至於光線再也逃逸不出去 。這樣,如果光都逃逸不出來,其他東西更不可能逃逸,都會被拉回去。也就是說,存在一個事件的集合或時空區域,光或任何東西都不可能從該區域逃逸而到達遠處的觀察者,這樣的區域稱作黑洞。將其邊界稱作事件視界,它和剛好不能從黑洞逃逸的光線的軌跡相重合。
與別的天體相比,黑洞十分特殊。人們無法直接觀察到它,科學家也只能對它內部結構提出各種猜想。而使得黑洞把自己隱藏起來的的原因即是彎曲的時空。根據廣義相對論,時空會在引力場作用下彎曲。這時候,光雖然仍然沿任意兩點間的最短光程傳播,但相對而言它已彎曲。在經過大密度的天體時,時空會彎曲,光也就偏離了原來的方向。
在地球上,由於引力場作用很小,時空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周圍,時空的這種變形非常大。這樣,即使是被黑洞擋著的恆星發出的光,雖然有一部分會落入黑洞中消失,可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。觀察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一樣,這就是黑洞的隱身術。
更有趣的是,有些恆星不僅是朝著地球發出的光能直接到達地球,它朝其它方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恆星的“臉”,還同時看到它的“側面”、甚至“後背”,這是宇宙中的“引力透鏡”效應。
這張紅外波段影象拍攝的是我們所居住銀河系的中心部位,所有銀河系的恆星都圍繞銀心部位可能存在的一個超大質量黑洞公轉。 據美國太空網報道,一項新的研究顯示,宇宙中最大質量的黑洞開始快速成長的時期可能比科學家原先的估計更早,並且仍在加速成長。
一個來自以色列特拉維夫大學的天文學家小組發現,宇宙中最大質量黑洞的首次快速成長期出現在宇宙年齡約為12億年時,而非之前認為的20~40億年。天文學家們估計宇宙的年齡約為138.2億年。
同時,這項研究還發現宇宙中最古老、質量最大的黑洞同樣具有非常快速的成長。有關這一發現的詳細情況發表在最新一期的《天體物理學報》。
如果黑洞足夠大,宇航員會開始覺察到拉著他腳的重力比拉著他頭的重力更強大,這種吸引力拖著他無情地向下落,重力差會迅速加大而將他撕裂,最終他的遺體會被扯得粉碎而落入黑洞那無限緻密核心。
普金斯基和他的兩個學生艾哈邁德·艾姆哈里、詹姆斯·薩利,加上該校的另一位弦理論學家唐納德·馬洛夫一起,對這一事件進行了重新計算。根據他們的計算,卻呈現出完全不同的另一番場景:量子效應會把事件視界變成沸騰的粒子大漩渦,任何東西掉進去都會撞到一面火焰牆上而被瞬間烤焦。