黑洞!宇宙中瘋狂的吞噬者

黑洞的原始概念是由米歇爾利用牛頓的引力和光運動定 定律,首先在1783年提出的牛頓黑洞模型。這是一個錯誤的假設:假想宇宙中存在一個質量巨大的恆星,當它的密度達到一定高的密度時,體積也不斷地縮小。當縮小到一個界限的時候,它的引力可以達到無限大,以至從它的內部發出的光到達這個界限的時候,光將被停止,引力將它拉回星體上。從這個星體上發出的光無法到達我們的星上來。所以無法看到這個星體。這是利用牛頓的絕對空間,相對光速提出的, 標準的黑洞模型是史瓦西解---根據愛因斯坦相對論的場方程解,在

1916年提出的。

黑洞!宇宙中瘋狂的吞噬者

史瓦西利用時空曲率描寫黑洞的。(光速是絕對的,空間是相對的,時間是相對的)根據光以恆定的速度從臨界邊界發出,經過無限的距離時(到達視界周長時)波長必然向紅端產生無限大的移動(時間流在視界處無限膨脹,波長以時間膨脹相同的移動)結果消耗了所有的光能———光不存在,光榮被幽閉在視界內不在能出來,所以我們看不到星體發出的光。黑洞的性質只能由質量。電荷和角動量三個基本屬性組成。

可以將黑洞分為四種:

史瓦西不帶電不轉動

雷斯納帶電不轉動

克爾不帶電轉動

克爾——紐曼帶電轉動

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黑洞的無毛性質-------黑洞坍縮時不會留下什麼證據來證明產生它的恆星是方形的,圓形的或者是有山的,有磁化的還是沒有磁化的確,而且非旋轉黑洞一定是完全球形的。克爾解的旋轉黑洞在它的周圍時空會產生龍捲風似的旋渦,在遠離黑洞視界,空間旋轉慢,在視界附近,空間旋轉快,在視界處空間緊

貼在視界上,以完全相同的速度跟它旋轉。

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不旋轉黑洞對下落粒子的影響就像坍縮恆星的表面一樣,先是越來越快地呈輻射狀向內運動,然後將減慢速度,正好凍結在視界上。旋轉黑沒洞的空間旋渦會帶著靠近視界的粒子跟它一起旋轉,到達視界面上之後,它將凍結在視界面上且永不停息地旋轉著視界運動—這是由於時間無限膨脹的視覺效果。這是從視界外的靜止觀察者看到的影像。

其實從粒子本身的角度觀察就不一樣了,當粒子接近視界時,由於引力的時間膨脹作用,粒子的時間與外面觀察者的時間相比越來越慢,外面無限長的時間過去了,粒子卻只經歷了有限的很短時間,在那個有限的時間裡,粒子達到了黑洞的視界—這時粒子的時間膨脹達到無限大,以至於粒子的時間民已不存在。在接下來的瞬間裡,粒子將完全陷入視界落進黑洞中心。

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旋轉粒子遠離空間旋渦時是沿著黑洞旋轉方向相反的螺旋狀軌道落下來的,越來越靠近視界時還是會被羌進空間旋渦中改變螺旋方向

黑洞的旋轉除了在空間產生旋渦,還會使視界產生變形,假如沒有旋轉,視界將是完全球形的。假如旋轉很快,凸起就會很大。快速旋轉的黑洞還會產生脈動——在黑洞附近反彈,又在黑洞自身的時空曲率捕獲,但捕獲不徹底,波動慢慢地從黑洞附近漏出去,然後飛散——從黑洞視界以外看,黑洞除了時空曲率外什麼也沒有。所以,曲率的不波動也只能是黑洞的波動,從而就是黑洞本身的脈動。黑洞的脈動要從洞中攫取旋轉能量。

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但也通過引力波輻射能量,而輻射的速率總是大於黑洞的旋轉能量的速率。因此脈動能量總會消失,脈動永遠不會增強,從而黑洞不可能被脈動破壞,所以不論黑洞旋轉多快,脈動都是穩定的。快速旋轉的黑洞在周圍旋渦中藏著旋轉能。因為旋渦和它的能量都在黑洞之外,所以這個能源是可以利用的,旋轉能是巨大的,釋放的效率比太陽核燃料還高48倍。快速旋轉黑洞的所有旋轉能相當於48*0。006=29%黑洞質量的可利用能量,這個巨大的能量促使黑洞成為一臺發動機,為類星體和射電星系的巨大噴流提供了能源。


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