黑洞有沒有質量呢?如何計算?

奇怪的伯樂


這就要問題主了,黑洞怎麼會沒有質量呢?雖然黑洞是一種十分特殊的天體,但它們是從大質量恆星演化而來,所以黑洞當然有質量。由於黑洞不發光,我們無法直接測出它們的質量,只能通過間接方法來計算出黑洞的質量。

目前已發現的恆星級黑洞都有一顆伴星(不然的話,很難找到單獨的恆星級黑洞),通過觀測黑洞周圍恆星的運動方式,來測出恆星的軌道半徑和速度,然後再根據引力定律就能就算出黑洞的質量。通過這樣的方法,天文學家測出目前距離地球最近的黑洞——A0620-00(3460光年)的質量是太陽的6.6倍。

同樣地,也可以利用上述方法來測量位於星系中心的超大質量黑洞。天文學家在銀心中發現了一個超大質量黑洞——人馬座A*,通過測量其周圍多顆繞行恆星的運動方式,可以計算出這個巨型黑洞的質量為太陽的430萬倍。

此外,對於銀河系之外的恆星級黑洞,可以通過探測雙黑洞合併事件產生的引力波來測出它們的質量。對於銀河系之外的活躍超大質量黑洞,可以通過分析它們周圍吸積盤的吸積率和輻射功率來測出它們的質量。


火星一號


黑洞的質量在數學上來說就是一個時空的總質量。這裡有好幾種定義。

1。komar質量

這個定義要求時空有一個類時的killing矢量場。它的整個定義還需要用到hodge星算子。具體可以理解為對這個類時killing矢量場的外微分的對偶矢量做一個積分。

2.bondi-sachs質量

這個其實是一個四維動量的定義。它可以看成是輻射引力波後剩下的四動量,具體來說它是在類光方向上的拓撲2球面上的一個積分。

3.adm質量

這個其實也是一個四動量的定義。這個定義刻畫的是在類空無限遠的地方,它描述的是孤立的引力場系統的能量、動量與角動量。

我們討論黑洞的時候,一般只考慮一個黑洞,所以黑洞就組成了一個時空。黑洞的質量就成了時空的總質量。在最簡單的情況下,我們可以使用第1種komar質量的定義來算出黑洞的質量,比如對於最簡單的史瓦西黑洞的質量

,我就用komar質量算過,是合理的。

從物理上來說,黑洞的質量是因為黑洞吸積了很多物質而產生的。比如一隻豬有質量,這個豬掉進了黑洞,豬的質量就給了黑洞了。


瀟軒


本人觀點:由於宇宙中本來就沒有什麼黑洞,所以也就沒有黑洞有沒有質量一說。有人會說,你這是胡說八道,科學家說有黑洞,而且還發現了,你還說沒有。有沒有?我們事實來說話:一、關於黑洞的由來,是通過愛因斯坦先生的“引力公式”計算而產生的一個推論,最典型的描述就是,黑洞“引力非常大,能把附近的恆星吞噬”。二、黑洞看不到,所謂發現了黑洞,還是通過“引力公式”計算出了黑洞的存在。現在,我們清楚了,推論出和發現了黑洞,全靠“引力公式”。我現在要問,“‘引力公式’如果不正確”那黑洞還存在嗎?事實是,目前已有很多有識之士和證據證明過去的“引力”理論並不正確,所謂“引力”並不存在,它只是一種現象而已。那麼,“引力”理論需要重新改寫時,靠“引力”推出來的黑洞還靠譜嗎?


弓向天








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