03.06 黑洞真的是無限大的嗎?

明日小條條



黑洞從產生機制上來說,可以分為原初黑洞和恆星坍縮和合並形成的。對於這兩種黑洞的質量通常而言有著一定的差別。


對於恆星坍縮和合併產生的黑洞,他們的質量最小的話大約是3個太陽質量左右,所以這一類黑洞通常被稱之為恆星量級的黑洞。對於此類黑洞,質量可以大到大約幾十個太陽質量,也就是單純可以通過恆星最後死亡的核心坍縮可以產生。而對於更高質量的中等質量黑洞或者超大質量黑洞而言,就只能通過之後的合併過程和進一步的氣體吸積逐漸增加質量的。對於目前發現的超大質量黑洞,最高質量大約是在上百億個太陽質量。當週圍的氣體消耗光的時候,黑洞的質量也就停止增長了。觀測表明,黑洞的質量和星系的質量直接存在著一定的比例關係。我們可以想象,星系的質量不可能無限大,而黑洞質量僅僅是星系質量的一小部分,所以黑洞質量也只可能是有限的。


對於原初黑洞而言,它的質量可以很小,有可能和我們的地球質量差不多或者更小都是有可能的,當然也可以很大。一些理論認為,一些原初黑洞的質量甚至可以達到上千億個太陽質量。那有沒有可能更大呢?其實,即使氣體的質量再大一些的話,氣體也會分裂成小的氣體碎塊,所以原初黑洞的質量不可能無限大。


黑洞來客


世間萬物皆有其限度,黑洞也應當如此,然而奇葩的是,科學家們至今並沒有發現黑洞的質量乃至體積的大小限度,根據已有的理論推論,當一些帶有靜止質量的基本粒子以接近光速的速度碰撞的時候,很可能會產生像基本粒子一樣大的黑洞,只是其存在的時間極其短暫,然而宇宙中已經觀測到的黑洞都比太陽質量大,就是比太陽質量大上億倍的黑洞也比比皆是,它們存在的時間可以超過萬億年,比如一些星系中心的黑洞和類星體等。


曾有科學家認為黑洞的質量上限為太陽質量的400到600億倍,然而天文觀測卻發現了超過太陽質量600億倍的巨型黑洞,如TON 618,它是一個類星體,質量拿到了太陽的660億倍,它自己就相當於一個星系的質量了,大得讓人讓人膛目結舌。


但是TON 618應該也並非黑洞的質量上限,不然就沒法稱它為黑洞了,那麼黑洞的質量到底有多大呢?這個問題實際上還沒有人能準確回答,不過也有天文物理學家認為我們所在的宇宙可能就是黑洞的質量上限,而且這個假設可以完美的對應宇宙大爆炸學說。

我們都知道宇宙來源於一次大爆炸,這個爆炸來自於一個極小的點,天文學家們稱之為宇宙原點或者奇點,那麼這個奇點從哪裡來的呢?又為什麼會有奇點大爆炸呢?大爆炸之前的宇宙是什麼樣子的呢?這些問題都還沒有答案。但是如果認為原先我們的宇宙就是一個黑洞的話,那麼這個問題基本就迎刃而解了。



我們可以假設在我們如今的宇宙之前本是一個超級黑洞,這個黑洞由於吸收了太多的物質,導致其中心的奇點失去了平衡,我們或者可以說是奇點吸收的物質到達了黑洞質量的上限,導致黑洞開始了另一種質變,於是發生了大爆炸。


當然,這還只是一種假說,關於黑洞的質量上限以及宇宙的真正起源,還需要人類不斷求索。喜歡天文學的朋友,您有什麼想法嗎?歡迎這下面的評論區說出您的高見哦。


科普大世界


題主描述中所說的能量守恆定律被推翻是不成立的,因為沒有考慮黑洞形成之後會通過不斷的吸收物質而成長起來。目前發現的最大的黑洞有180億個太陽質量,TON 618是一個非常遙遠和非常明亮的類星體,位於北天極附近的獵犬座,是一種極亮,寬吸收線,強射電類星體。它包含了已知最大黑洞,是太陽質量的660億倍。該類星體於1957年在射電波段首次被觀測到。



實際上人類對於黑洞的瞭解還非常少,由於人類目前已知的速度上限是光速,超光速對人類沒有意義所以無法得知黑洞的內部是怎樣的,對於黑洞的質量是否存在上限也是無法得知的。黑洞會不會被自己貪吃的行為撐死最後再來個大爆炸呢?那就不知道了……


九心逍遙


黑洞不是黑的,別再被黑了。

宇宙中不存在無限的實體,只存在無限的循環環象。黑洞也不可能無限大。

掉進黑洞裡的人,大多不瞭解黑洞。我們的宇宙就是一個唯一真黑洞,剩下的所謂黑洞,都不是真黑洞,而是視界黑洞。

如果地球處在真空中,地球上,發出光,這光跑不出地球引力效應勢力範圍,最終會被地球引力效應扯回來。這光所能走的範圍,叫地球視界。地球視界外看不到地球,在這個意義上,地球就是視界黑洞。地球上的發光點所在,就是這個黑洞奇點。地球上每個點都可以是奇點,這個黑洞奇點就是地球本體區域。黑洞奇點是一個區域。

地球中心質點,發出的光,要跑得近些,對地球中心質點來說,也存在小一些的視界,這個視界範圍內的視界黑洞,奇點才是一個點。

如果地球質量不變,將地球縮小些,地球密度加大,地球中心質點的光,跑的範圍更小些。一直將地球縮小,剛好縮小致地球史瓦西半徑,地球中心質點的光,只能到地球表面,再也出不去了,這時的地球就成了史瓦西黑洞,以地球表面為視界,這時的奇點為一個點。再將地球縮小些,地球中心質點附近的光,也跑不出地球表面了,奇點變成了一片區域。如果地球再縮小,奇點區域,與地球表面重合,也即視界與奇點重合,視界黑洞成為裸奇點,也就成為了真黑洞,那麼,這時的地球,地球表面之外統統看不到地球,地球“不見了”,經過計算,地球得縮成一個非常小的點才行,這時地球密度將比中子星大多了。

歸納一下,視界黑洞,奇點區域內,視界外看不到,奇點區域以外視界外合適的區域可以看到。真黑洞就是裸奇點,宇宙時空內不存在裸奇點,不存在真黑洞。真黑洞對外無效應,光都跑不出,引力效應也跑不出,在外面觀測不到一切效應。

中子星引力效應奇大,將外圍電子幾乎都壓進質子,質子變成中子,成為一個大原子核,成為己觀測到的最高密度的天體。更高密度的天體一一理論上的夸克星,還沒找到。地球表面成為視界,這時的密度將比中子星高多了,地球本身沒有這個能力。

中子星質量有上下限,低於下限,成不了中子星,高於上限,質量夠大,同等密度,更大質量天體才可將自己的中心質點視界壓進天體表面。質量越大,視界等於天體表面時,密度越小,宇宙質量很大,密度可以很小。中子星質量有上下限所至,質量個頭都差不多,到了臨界點,還會爆發,成為脈衝星、超星星,成為很好的標準燭光。

中子星以下,視界黑洞平白無奇,科學家紛紛將目光投向比中子星質量還大的視界黑洞。因為這些視界黑洞的固定視界在星系內部,不進入星系,永遠看不到內幕,而且比中子星密度還高的存在環境,人類對撞機幾乎製造不出來,夸克層面以下的研究,科學家只能把目光投向超大質量黑洞,通過觀測,尋找蛛絲馬跡。

上文說了,視界黑洞,質量越大,密度可能越低,科學家恐怕要失望了。

裸奇點,對外界來說,奇點曲率為無限大,奇點不可見,可以視作無限小。無限意味著一切都有可能,所以說物理定律在奇點處失效了。說裸奇點密度無限大,質量無限,隨便說吧。

視界黑洞,一切有限,視界黑洞奇點,尤其是超大質量視界黑洞奇點,我們不在那,看不到,只可想象。

其實,我們就在奇點內,只不過沒有超大質量視界黑洞奇點內,宇宙之謎解不完,奇點之謎永存。盲人摸象,象太大了。


stemmer


黑洞應該是有原生黑洞和大爆炸宇宙誕生後由三倍以上太陽質量恆星坍塌形成的後天黑洞,有質子那麼大的,重達十億噸的,也有像銀河系心那種超級黑洞,質量估計在幾百億個太陽質量的超級黑洞


月下數星人


首先來說黑洞的質量是有限的,和最初形成它的天體質量有關。由於黑洞的強引力作用,導致光線也不能逃逸,所以我們目前還無法直接觀測黑洞,但可以通過黑洞周邊的天體運行規律來推測。能量守恆定律告訴我們,能量的總體是不會變的,黑洞的整個演化過程都是符合能量守恆的,能量通過吞噬作用增加質量,也通過蒸發作用損失質量。


漫步的小豆子


黑洞的質量並不是無限大。根據黑洞的定義,就是某個天體,引力強大到連光都無法逃逸。

光的速度是300000千米每秒。根據萬有引力定律,GM=v的平方除以r,由此可知質量是有範圍的,並不是無限大。


科普風水


簡單說,黑洞的本質是質量、密度和引力上的無限大,體積上卻又無限小,它是現代廣義相對論中,宇宙空間內存在的一種特殊天體。

黑洞的產生過程類似於中子星、脈衝星的產生過程:當某一個恆星在準備滅亡,核心在自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個密實的星體,同時也壓縮了內部的空間和時間。


但在黑洞情況下,由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,連中子間的排斥力也無法阻擋。中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。由於高質量而產生的引力,使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。黑洞就是由質量大於太陽質量好幾十甚至幾百倍以上的恆星演化而來的。

所謂的能量守恆規律的表述就是能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到其它物體,而能量的總量保持不變。能量守恆定律是自然界普遍的基本定律之一。 能量守恆定律表明,能量只能從一種形式變為另一種形式而無法憑空產生或者是消滅。在狹義相對論中能量守恆定律表現為質能守恆定律,質能守恆定律是能量守恆定律的特殊形式。


當然,黑洞並不是說總是能夠維持著表現為引力巨大的樣子。即不是每個黑洞都能總是位於引力巨大的狀態,而且並非每個黑洞都能在反時空旋的所有發展階段,都能總是表現為引力巨大的狀態。黑洞並非如他和其他大多數物理學家以前認為的那樣,對其周遭的一切“完全吞食”,事實上被吸入黑洞深處的物質的某些信息實際上可能會在某個時候釋放出來。

宇宙中大部分星系,包括我們居住的銀河系的中心都隱藏著一個超大質量黑洞,所有超級黑洞是在距今100多億年前的宇宙初期與星系同時形成的,它“吞噬”周圍的大量物質,才能達到如此巨大的質量。這些黑洞質量大小不一,大約數十萬到上百萬個太陽質量,更有超大質量黑洞其質量是100萬倍至100億倍的太陽質量,目前已知的宇宙中最大黑洞是距離地球35億光年,形成於OJ287類星體的中心位置,其質量更是達到180億倍太陽質量的驚人的地步。


亞馬孫蝴蝶





無憂谷逍遙子


這種假設是不存在的。這是一個非常非常大的問題,它關係到宇宙的起源、和宇宙發展壯大的整個過程。

現在人們普遍認識是宇宙是從一個奇點上、爆炸形成的,其實哪個奇點就是黑洞、應該稱它為元始黑洞。形成星系後的恆星、最後的都會演化、發展為黑洞。現在已基本確定了銀河系中心就是一個巨大的黑洞,如果這個黑洞無限的大,銀河系中的一切存在、早就被它吞噬殆盡了。

所以,可以推論;黑洞的存在過程是;誕生——成長——爆炸(準確的說;是爆裂)這才是關於黑洞存在過程的最佳、最接近真相的推論。


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