黑洞與它的奇點有什麼區別?什麼是史瓦西半徑?

宇宙與科學


黑洞是指表面逃逸速度超過光速,以至任何輻射都不能從其脫離的高密度天體。它是根據廣義相對論引力場方程得到的一個解——史瓦西解,並精簡為一個簡單的公式——史瓦西半徑公式。當天體的自然半徑小於史瓦西半徑,該天體就可以視作一個黑洞,而由於現有理論下,黑洞的形成都會先經歷坍縮過程,而當質量達到一個臨界值,坍縮過程就沒有任何已知的力可以阻止,因此坍縮就無法停止,而最終會坍縮成一個密度無限大的奇異點,這個點稱為奇點,由於其奇葩特性,任何已知物理規律在這一點上都失效,包括廣義相對論和量子力學。

科學家需要構建一套全新理論來描述奇點,目前還沒成功,但是名字已經想好了,叫量子引力理論(◔◡◔)

奇點是廣義相對論與量子力學矛盾最突出的地方,但同時也是有望解決兩者矛盾的突破口。因為奇點處引力異常強,它本該由廣義相對論貌述,但同時它又異常小,這又該由量子力學描述,然而它質量又異常大,量子力學又管不了了。。。。所以奇點就是一個廣義相對論和量子力學誰也管不著的奇葩地方╮(╯▽╰)╭


星宇飄零2099


黑洞=奇點+視界。

黑洞的內部有奇點,黑洞的外部是視界。我們可以把奇點看成是黑洞的靈魂——我們是看不見的。而視界是黑洞的皮囊,我們是可以看到的。

視界就是黑洞的表面,它在幾何上可以接近於一個球對稱曲面,它的大小就是你提到的史瓦西半徑。當然,對於旋轉的黑洞,情況要複雜一些,因為它的對稱性不是球對稱性,而是軸對稱,因此旋轉的黑洞沒有史瓦西半徑。

接下來說說奇點有什麼性質,從經典廣義相對論來說,奇點具有無限大的物質密度,也有無限大的曲率,因此那裡是時空曲率發散的地方,在那裡所有的物理規律都終結了。因此,你可以把奇點看成是一個終結者。

對於旋轉的黑洞,一般叫做克爾黑洞,在那裡不是奇點,而是奇環。所以,黑洞並不一定都有奇點。


瀟軒


黑洞是由一個質量密度奇大的物體制造的天體系統。奇點就是一個點,一個質量密度很大的點。而史瓦西半徑則是人們通過計算出來的一個物體想要成為黑洞的臨界半徑。



舉個例子吧,如果把太陽系看成黑洞,那麼,這個奇點就是太陽,史瓦西半徑就是太陽系的半徑。

奇點不是隨隨便便就可以形成的,因為只有物質的半徑小到一定程度,才可以產生巨大的引力導致物質的分子原子結構破壞,進而擠壓在一起坍塌成一個高密度的點狀結構,從而形成黑洞。這個臨界半徑就是史瓦西半徑。同時,在史瓦西半徑內,由於光子都不能擺脫引力的束縛,所以,由史瓦西半徑組成的一個球狀界面被稱為視界。在視界內,任何物質都逃不出來,而視界外,則光子可以擺脫引力的束縛。所以,你眼睛可以看到的黑洞是一個以史瓦西半徑為球的黑乎乎的天體系統。



那麼,黑洞真的就“支吃不吐”嗎?答案是否定的。霍金大大告訴我們,黑洞也會發射輻射,但是這種輻射並不是我們常規理解的那種輻射:真空中時時刻刻都會產生實粒子和虛粒子,只是實粒子產生後,裡面又和它孿生的虛粒子結合而消失。但是,如果是在黑洞視界附近產生了這樣一個粒子對,剛好虛粒子被黑洞引力捕獲,而實粒子就不會泯滅。所以,這個過程就像是黑洞發射出來了一個粒子一樣。即所謂黑洞輻射。



答案到此為止,歡迎討論


PhD肖


黑洞和奇點這種天體結構是存在的,現代主流以牛頓引力論為基礎推導出的黑洞系列理論,條種刊物上很多,講得都很仔細,也就不想多說了。

今天藉此說點在牛引定律的深層次問題,萬有引力源於地球實測數據,因此在地球彼鄰環境中是適用和準確的,萬有引力更形象的說只能是萬有向心力,橫向用引力定律去測試也就無效,如靜止水面上的船,建築群體之間收縮縫結構,鐵軌之間的間隙等等,都無能用萬有引力定律來解釋以及公式計算。為什麼會產生這些不能解釋現象,根源就在於對引力的產生機制有誤,對物質體的質量產生機制有誤,這樣有限有誤的萬有引力理論推廣到各種天體,成為不切實際的判定也就不足為怪,黑洞的產生半徑奇點史互西半徑等,造成有限的理論根本解釋不了正在運行的自然現象,看起來有點靠譜,實際對照處處不和諧自洽,才有黑洞灰洞蟲洞白洞多重宇宙等奇葩假說,為何奇葩呢?一個天體事件不能用一個原理解釋,如果理論不能自園其說就應該從深層次的基礎去找原因。經本人分析,問題就出在引力常數,因為牛頓的引力常數來原於實測經驗總結,在本人的研究中產生引力是能量運動,而並非不變的質量,無論質量引力都會隨能量運動的強弱變化而改變,同時也隨物體之間的動態內外平衡差而改變。引力是物質之間的平衡力,引力常數G可無限走向零,那麼天體的黑洞就不會因引力強大到自身塌縮為黑洞,也不存在具有無限密度的奇點,也不存在光線都逃不掉吞食一切的黑洞等等推論。


宇宙譜



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