黑洞到底是實體天體還是時空漩渦,你怎麼看?

半仙180493497


黑洞毫無疑問就是個天體

一些大質量恆星燒的差不多的時候,會發生超新星爆炸,留下的核心如果質量還很大的時,在自身引力就會收縮成一個密度超級大的天體,也就是黑洞。

黑洞的質量超級大,所以引力就超級大。我們都知道,如果要逃離地球引力的話,速度要達到11.2km/s,也就是第二宇宙速度。如果要逃離太陽系的話,速度要達到16.7km/s,也就是第三宇宙速度,這些都是逃逸速度。

黑洞因為引力巨大,逃逸速度是要超過光速的,而我們知道光速已經是極限速度了,任何物質,信息和能量都無法超過光速,也就是說,光也是跑不出去的,是因為引力。

而引力的本質其實是時空的扭曲。

這其實和地球繞著太陽轉是一個道理,太陽壓彎了時空,地球只是沿著測地線在運動罷了。

所以,其實黑洞和太陽是一樣的,只不過它對空間的扭曲程度大得多,所以才會使得光無法逃逸,所以它毋庸置疑是個天體。


鍾銘聊科學


2019年4月10日,人類第一次用拍攝的手段觀察到了黑洞。第一張黑洞照片問世,在世界造成了轟動反響,布魯塞爾、聖地亞哥、上海、臺北、東京、華盛頓等地分別以英語、西班牙語、漢語、日語同時召開全球連線的發佈會。很多朋友看到這麼一則新聞,第一時間大概是比較懵逼的,黑洞?是誰?在哪裡?在幹什麼?


本著“啥都不懂,就要瞎吹一吹”的人生準則,今天來跟大家聊一聊黑洞。下圖為本次“事件視界望遠鏡項目”所拍攝的黑洞照片:

圖:人類第一張黑洞照片,噹噹噹當


我們首先要明確黑洞是什麼:黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體。

宇宙中有數不勝數的恆星,多到你我難以想象,按體積、質量大小來劃分的話,恆星中也分大哥和小弟。眾所周知,咱們地球的能量來源——太陽,就是一顆恆星。而太陽在恆星中的排行大概如何呢?只能說是小小弟、弟中弟吧。雖為小小弟,但要養活(或者說毀滅)這微不足道的人類,仍然是綽綽有餘了。

我們就拿太陽來舉例說明黑洞的形成過程。地球生物的能量來自於太陽,那太陽的能量從哪裡來?來自於它內部物質的核聚變,這個物質就是“氫”,而氫聚變後就成了氦,釋放出大量能量。隨著大量聚變反應發生後,氫逐步減少,太陽內部能量趨於穩定,面對它的就只剩悲慘的命運了,太陽所具備的能量已經不能再抵擋其自身引力,所有外部物質都會受引力牽引向中心塌陷,體積快速縮小,成為一顆紅巨星….當然,這還不是最終的結果,在體積縮小到一定程度,內部的氦物質在高壓情況下,也是會聚變的,此時所釋放的能量就不是開玩笑的了,太陽體積會迅速膨脹,達到原來體積的數十倍甚至上百倍,大量物質被吹散到太空中,這個時候我們基本可以想象咱們居住的小小的地球的命運了,非要用一個詞來形容的話,大概可以說是“神形俱滅”吧,我想這一幕有的朋友會很熟悉,這是小說《流浪地球》的故事背景,而這個太陽“迴光返照”的過程叫做“氦閃”(大概是這名兒)。待到太陽這死前的掙扎結束,會再次向內塌縮,只是這一次,就再沒有翻身的可能了,它最終會塌縮到很小的體積(與地球相當),變成一顆名副其實的“白矮星”,彼時,就算地球不在“氦閃”中毀滅,也再沒有太陽給予我們能量了,往後人類文明該何去何從,只能仰頭問蒼天(其實蒼天基本也沒了)。

圖:白矮星


這個過程所有的恆星都會經歷,最終變成體積不大、密度很大、引力極強的天體,但因為恆星各自體積和質量都有不同,過程和結果也會不同,大約超過太陽質量3倍的天體,最後塌縮而產生的就不是什麼“白矮星”了,因為其密度還遠遠高於白矮星甚至中子星,我們都叫它“黑洞”(終於出來了,噹噹噹當?)。

為什麼黑洞在相對論提出後如此收到追捧,拋開它在理論方面的重要性不講,其實它自身就帶著普通人眼中的奇幻特性。

黑洞憑藉其自身的超強引力,在宇宙中的地位無可替代,見什麼“吃”什麼,黑洞的逃逸速度(掙脫天體引力的最小速度,例如航天器想要掙脫地球引力飛往太空,速度需要達到11.2 km/s)大到令人髮指,我們基本可以確定,世間萬物皆繫於一箭之上,噢不,皆逃不出黑洞視界內的引力,因為就目前我們普遍認為的,宇宙中最快速度的物質——光子,在進入黑洞視界後,仍不能逃逸出來,所以黑洞視界之內永遠都是漆黑一片,這也正是“黑洞”這個名字的由來。

圖:黑洞——《星際穿越》


值得一提的是,根據阿爾伯特·愛因斯坦提出的相對論的部分說法,時空在黑洞附近會發生大幅度的扭曲,所以時間是非常慢的。黑洞的中心叫做奇點,越靠近奇點,時間就會越慢,甚至達到停滯的狀態,這大概就可以稱為我們所說的“永生”了,不過只是站在黑洞外部觀測者的角度來看。也正因為黑洞視界內的時間幾乎停滯,所以如果我們有幸可以親眼見到其內部的模樣,不管上百年千年甚至上億年,黑洞內部的事物其實都不會有大的變化。試想一下,我們將一枚硬幣拋入黑洞中,而自己站在黑洞遠處觀察這枚硬幣,它運行的軌跡會越來越慢,直到停滯不動,像是被凝固在原地了一樣,是多麼神奇的體驗。這一幕相信有的朋友也會比較眼熟,在劉慈欣的科幻小說《三體》系列中曾經描寫過這樣的場景,一個人掉入黑洞,但過了幾十年時間,人們仍看得到他不動的身影。

黑洞是宇宙中最令人嚮往的事物,這大概也是人類求而不得的心理作用吧,正因為它的不可直接觀測、它的神秘,才顯得如此美妙。而人類,雖是茫茫宇宙中卑微的存在,活在這“暗淡藍點”上,顯得孤獨而冷清,但有這宇宙的神秘可以讓我們去探索、去追求,我覺得我們就不是沒有意義的文明。人類有史以來的第一張黑洞照片,曾經有多少人心嚮往之,愛因斯坦沒能等到這一天,霍金先生沒能等到這一天,歷史上無數為之廢寢忘食的科學家都沒能等到這一天,但我們等到了,是何其幸運。

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擺家講壇


我們知道大概7倍太陽的大質量恆星死亡後會坍縮形成黑洞。為什麼會有如此普遍的現象呢?關於黑洞的一切,目前只能猜測,也許越大膽的猜測越有可能接近事物的本質。下面我開始猜:

假設我們現在所處的宇宙是一個4維宇宙,整個時空存在著從1維到9維的宇宙。每一維宇宙單位點上所能承載的質能是有極限的,越高維宇宙時空越穩定。空間上,一個4維宇宙無論膨脹到多大,它仍然是5維宇宙時空中微不足道的一個點。時間上,我們將宇宙從奇點爆炸誕生到重新收縮為一個奇點,稱為一個宇宙紀元。一個4維宇宙紀元對於5維宇宙來說,只是微不可查的一瞬,所以越接近高緯宇宙時間越慢。當一個4維宇宙收縮為一個奇點時 ,對於4維宇宙來說時間幾乎是永恆的,他有可能重新爆炸形成新的宇宙,也有可能回到5維宇宙而瞬間蒸發。範圍上,4維奇點可以認為是4維宇宙的上限,也是5維宇宙的下限。也就是說當組成4維宇宙的最小粒子崩解後,它有可能降級形成3維宇宙。這種降級如此普遍,以至於對於4維宇宙來說,每一瞬間會生成無數3維宇宙,也會有無數3維宇宙重新回到母宇宙。特徵上,4維宇宙是5維宇宙的微觀投影,他反映的是5維宇宙的一部分特徵。也就是說我們在4維宇宙中看到的一切,在5維宇宙中都能找到,相似但不盡然。

說了這麼多,讓我們回到黑洞上來。黑洞可以視為小型的奇點,他破開了時空,但由於他沒有達到奇點的規模,所以不具備升級到高緯度宇宙的條件。他陷落到2個維度宇宙之間的時空之膜上。黑洞越大,越深入時空之膜,也就越接近高緯宇宙,時間的流速越慢。所以說黑洞既是一個天體,也是一個囚籠。

幾個有趣的問題。1.有白洞嗎?對於4維宇宙來說,每一瞬間有無數3維宇宙回到4維宇宙,相當於無數低緯度白洞,只是規模太小和時間太短,不好觀測。那有沒有高緯度宇宙生成的白洞呢?如果有應該在宇宙任何地方都能觀測到這個巨型白洞。你猜的沒錯,奇點本身就是一個高緯度白洞。

2.可以利用黑洞來星際旅行嗎?4維宇宙相對於5維宇宙來說永遠是一個點,宇宙中的任何一個黑洞在時空上都有內在聯繫,利用這一點,將來有可能星際旅行。

3.有平行宇宙嗎?5維宇宙每一瞬間會生成無數4維宇宙,所以時空上是存在多個4維宇宙,只是由於4維是5維的微觀投影,每一個4維宇宙都不同,他反映了不同5維宇宙的組合特徵。那不同的4維宇宙會相遇並融合嗎?很難!2個4維宇宙融合將超過4維宇宙上限,將迅速升級回到5維宇宙並蒸發掉。

4.我們可以利用這個理論為人類服務嗎?4維宇宙想利用5維宇宙,時間上就不可能。但是3維宇宙呢?由於一個3維宇宙紀元從生到滅對於4維宇宙來說只是一瞬,時間上可以。數量上,本身每一瞬間就有無數3維宇宙生成。我們只需要做到可控。目前的量子物理可以視為微觀低緯宇宙的應用探索。

謝謝大家!我這是一家之言,歡迎大家指正!


給弟呵呵


要明白黑洞也是一個天體,這個天體就是在黑洞中心,也是由物質構成的。構成黑洞中心天體的物質目前是個謎,不知道是什麼物質構成,也有科學家認為是夸克,比如夸克星。因為我們目前只發現中子星,夸克是目前人類能發現最小的粒子,不能再分。

黑洞中心天體密度是無限大、時空曲率也是無限大,體積無限小,這就是黑洞的奇點。

只不過黑洞的引力太強,陷入了自己的時空中,形成了一個時空空洞,將周圍的時空扭曲,變成無限大的曲率,所有物質、光線都無法逃脫黑洞引力的控制。

從結構上看,黑洞中心奇點理論上是一個天體,而黑洞事件視界之外是時空旋渦,物質被黑洞吸積的方式有點像旋渦式進入,用時空旋渦描述黑洞外可見的部分也是可以的,但是要記住的是,黑洞本質上是一個天體。


太空伊卡洛斯


“黑洞”對任何事物都是“強大到可怕”的存在,它是無形的殺手,我們只能祈禱它們離我們越遠越好。

越是強大的就越簡單,就像強大的黑洞僅是吸積盤和中心的奇點構成:它外部是個扭曲旋轉時空的吸積盤;中心是一個體積為0的無限大引力的奇點。

黑洞既是實體天體,也是時空漩渦。

以目前的科學水平無法觀測到黑洞,只能通過吸積盤範圍扭曲的的視界邊緣來間接判斷它的存在。

“黑洞是時空曲率大到光也無法逃脫的天體”。

人們對黑洞的認識一直都在改變,隨著科技的提高,黑洞的真實面目終會露出水面。


弄潮科學


黑洞到底是實體天體,還是時空漩渦?

黑洞是什麼?我認為,宇宙中沒有黑洞!但是幾乎專家、學者、天文愛好者都認為宇宙中存在黑洞,過一段時間又出現白洞,又過一段時間再出現灰洞!即使我認為宇宙中沒有黑洞,都無法駁斥黑洞沒存在的理由,那我也跟著別人說有黑洞的存在吧,不然難敵雙拳啦。

那麼黑洞是從何而來呢?黑洞是“寄生”在巨大的天體上的,沒有巨大的天體便沒有巨大的黑洞(成正比)。比如吧,太陽系有小黑洞,銀河系中心有大黑洞,沒有太陽系、銀河系就沒有黑洞!所以,黑洞是“寄生”在天體上的、引力巨大的“漩渦洞”。也可以說它是實體的,人生出來肯定有頭髮、有指甲,所以,黑洞就像是頭髮和指甲一樣都是人的實體!

至於你說是不是“時空漩渦”,我是這樣想的,“時空漩渦”,在這裡是動詞不是名詞,是快速穿越空間的“漩渦洞”。但我認為這是不可能的,一旦掉進黑洞強大的引力中心,會把你壓縮灰滅的,銀河系中心黑洞是怎麼樣啊?引力強大,附近的星球將被它吸引,中心的溫度近億度,你說是“時空漩渦”嗎?如果你說這個“時空漩渦”,是把物體從這進又從別處出有可能嗎?根本是不可能的,因為物體還末進入黑洞中心就已灰飛煙滅了,成了黑洞表面的塵埃!


陳健光1959


沒有誰比霍金更懂黑洞理論,霍金黑洞是引力坍縮的高密度天體,另一種就是題主所說的旋渦,這種“黑洞"就是螺旋旋渦的中心眼,它不是獨立的天體,旋渦在,它才能存在,旋渦解體,它也不存在了,它的現實例子,就是颱風眼。有科學工作者勇敢的架飛機✈️探索過颱風眼,飛機進入颱風眼後,風平浪靜,四周被桶壁狀烏雲緊箍著,太陽入射角剛好時,颱風眼裡也是陽光燦爛,沒有“黑洞"吞噬陽光一說,颱風眼裡除了有些悶,比其它天空沒有什麼不同,只要飛機一進入桶壁狀烏雲,馬上就狂風大作,非常振憾。宇宙裡的星雲旋渦,沒有地球引力作用,不會呈漏斗狀,故而星雲、星系旋渦都是扁平的,宇宙微重力空間,幾乎無阻力,星雲旋渦生成後,其旋轉半經最終基本都很大,星系半經少則幾光年,大則幾十光年,颱風半徑不過一二百里而已,都說颱風螺旋威力大,與天庭的星系旋渦相比,不過似小巫見大巫。颱風眼是颱風螺旋中心的靜態點(或區),跟地球上的其它空間沒什麼特別不同,以此類推,星系中心眼(黑洞),也應該跟外太空一樣,沒什麼區別,它跟外太空一樣黑也很正常,高速旋轉或有噴流的,是星系核物質,中心眼(黑洞)裡本來就沒有星雲、星球等可視物質,拿什麼向外噴物質?這樣的旋渦黑洞,也不會成為吞噬一切的魔王。總之,不能證實,仍然是猜想,黑洞究竟如何,有待科學探索。


長眉1958


我們的黑洞到底是實體天體還是時空漩渦呢?那我們可以從黑洞的形成去分析,已知黑洞的形成有兩種:

①雙星系統高速旋轉吸積周圍物質最後雙星發生劇烈爆發融合成黑洞。

②另一種則是大質量恆星演化形成紅巨星後受到引力強力向核心拉昇塌縮發生超新星爆發形成黑洞。



那麼從黑洞形成可知道,它的前生都是超大質量的天體,同時根據質量守恆定律:質量不會憑空產生,也不會憑空消失可知,黑洞不但是實體天體而且質量還很大(雖然雙星合併、恆星的超新星會消耗一定質量),只是因為光無法從黑洞中逃逸出來我們無法直接觀測到它們罷了。雖然黑洞的引力巨大不會放過經過它身邊的一切物體看起來像個巨大的虛擬漩渦,像個無底洞。但其實這些是因為黑洞有著巨大的引力、質量和密度的關係。所以我們的黑洞當然是實體的啦~~~

以下是近年來科學家拍攝到黑洞活動的數據圖像:


1、錢德拉X射線天文臺捕捉到銀河系中心黑洞產生的最大X射線耀斑


2、哈勃望遠鏡拍到武仙座A星系噴射出的能量,噴流的速度竟然接近了光速,由此可見黑洞的破壞力!


3、錢德拉X射線天文臺觀測到2600萬光年外兩個星系合併產生的X射線爆


4、科學家整合所有關於黑洞的數據得出黑洞視界的圖像、亮度、旋轉方式


遇見H未來


黑洞當然是實體天體,而如果你要把它理解成時空漩渦也可以。

黑洞是愛因斯坦廣義相對論研究的特殊天體,現在已經確定了黑洞大多數都是來源於大質量恆星的演化。大質量的恆星演化到生命的後期,“燃料”被耗盡內部幾乎不再發生核聚變。沒有能抵抗恆星自身引力塌陷的力,在自身巨大的引力塌陷下會經歷超新星爆炸拋掉多餘的物質。內部不斷地被壓縮,最終形成黑洞,連光都飛不出來了。

在黑洞之前有目前尚在假想中的“夸克星”,指得是中子、質子被壓縮拋出一堆夸克,而夸克星主要都是有夸克直接組成;相同的道理還有中子星,電子被壓縮進原子核和質子抵消電量變成中子。還有就是白矮星這也是我們太陽最終的命運,大約是五十億年後吧!圖:兩個黑洞合併,產生的引力波

除了恆星演化產生的黑洞,還有科學家認為在宇宙大爆炸初期也產生了原初黑洞,但目前尚未被觀測到。除了上述兩種外,大型星系中心也存在超大質量黑洞,它們的形成過程尚無確定結論,例如我們的銀河系中心就有質量是太陽幾百萬倍的黑洞。

把黑洞看成時空漩渦

前邊已經提到黑洞是廣義相對論研究的天體,廣義相對論對於引力的解釋是時空彎曲的外在表現。質量可以使時空發生彎曲,就像在一張大的薄膜上放著一個小球,薄膜就是時空小球代表著質量。但是這種舉例並不恰當,但是四維時空的彎曲目前我們也想象不出來。像黑洞無限緻密的天體,會使時空彎曲的程度非常大,儼然就像是一個時空漩渦,無論是什麼掉進去就再也出不來了。



科學黑洞


到目前為止,人類對黑洞的認知依然停留在以理論推導為基準的認識層面上,而這些認識我們人類在可預見的時間內可能還不能有效地驗證。也正是因為這一理論還未得到驗證,所以現在的黑洞理論還不能成為人類準確應用的知識儲備。關於題主提出的黑洞到底是物質實體還是時空漩渦的問題,我是這樣認為的:它既是物質實體同時其實體周圍的存在又是時空漩渦一一下面我就這一猜想作一些較為全面的描述一一

由於黑洞的那個實體的體積無限小,密度無大,所以我們常常把黑洞實體的那個存在稱之為奇點,而此奇點只是數學意義上的點,我們還不能因此而否定它實體特徵的存在。我們人類是在時空曲率較小、引力較弱的天體上生活的,我們所有的物理理論也正是在這種環境中建立的。我們對黑洞的認識也是基於我們在自己生活的環境中所獲得的知識進行推導出來的,儘管我們對黑洞中的環境因素儘可能地進行了修正,也仍然不能將其作為真理的肯定一一因為真實的存在往往會超出我們的想象,在此讓我們先以雙縫干涉實驗為例說明:宏觀世界中一物體要通過A、B兩個縫隙的時候,它要麼從A縫隙通過,要麼從B縫隙通過一一而且不論物體大小都是如此。於是我們可以推斷出光子通過時也應該是如此,然而,實驗中卻發現光子競然是同時通過了A、B兩個縫隙!這在實驗之前是不可思議的事情。同理,黑洞中的世界也是很有可能會超出我們認知的。

基於我們己有的知識,中小型黑洞應該更測重於實體性質,奇點特性應該弱一些,而超大型黑洞可能更接近於真正意義上的奇點特性,其中所顯現出來的是時空漩渦,而實體的體積已經接近於零,但是質卻是無窮大一一就是這樣一個奇妙的世界,也許這時候真的會產生我們嚮往的時空通道……而且這個時空通道是通向無限小的路徑一一它和通向無限大的路徑同樣的漫長……這也許就是題主真正想要獲知的時空漩渦……


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