黑洞与它的奇点有什么区别?什么是史瓦西半径?

宇宙与科学


黑洞是指表面逃逸速度超过光速,以至任何辐射都不能从其脱离的高密度天体。它是根据广义相对论引力场方程得到的一个解——史瓦西解,并精简为一个简单的公式——史瓦西半径公式。当天体的自然半径小于史瓦西半径,该天体就可以视作一个黑洞,而由于现有理论下,黑洞的形成都会先经历坍缩过程,而当质量达到一个临界值,坍缩过程就没有任何已知的力可以阻止,因此坍缩就无法停止,而最终会坍缩成一个密度无限大的奇异点,这个点称为奇点,由于其奇葩特性,任何已知物理规律在这一点上都失效,包括广义相对论和量子力学。

科学家需要构建一套全新理论来描述奇点,目前还没成功,但是名字已经想好了,叫量子引力理论(◔◡◔)

奇点是广义相对论与量子力学矛盾最突出的地方,但同时也是有望解决两者矛盾的突破口。因为奇点处引力异常强,它本该由广义相对论貌述,但同时它又异常小,这又该由量子力学描述,然而它质量又异常大,量子力学又管不了了。。。。所以奇点就是一个广义相对论和量子力学谁也管不着的奇葩地方╮(╯▽╰)╭


星宇飘零2099


黑洞=奇点+视界。

黑洞的内部有奇点,黑洞的外部是视界。我们可以把奇点看成是黑洞的灵魂——我们是看不见的。而视界是黑洞的皮囊,我们是可以看到的。

视界就是黑洞的表面,它在几何上可以接近于一个球对称曲面,它的大小就是你提到的史瓦西半径。当然,对于旋转的黑洞,情况要复杂一些,因为它的对称性不是球对称性,而是轴对称,因此旋转的黑洞没有史瓦西半径。

接下来说说奇点有什么性质,从经典广义相对论来说,奇点具有无限大的物质密度,也有无限大的曲率,因此那里是时空曲率发散的地方,在那里所有的物理规律都终结了。因此,你可以把奇点看成是一个终结者。

对于旋转的黑洞,一般叫做克尔黑洞,在那里不是奇点,而是奇环。所以,黑洞并不一定都有奇点。


潇轩


黑洞是由一个质量密度奇大的物体制造的天体系统。奇点就是一个点,一个质量密度很大的点。而史瓦西半径则是人们通过计算出来的一个物体想要成为黑洞的临界半径。



举个例子吧,如果把太阳系看成黑洞,那么,这个奇点就是太阳,史瓦西半径就是太阳系的半径。

奇点不是随随便便就可以形成的,因为只有物质的半径小到一定程度,才可以产生巨大的引力导致物质的分子原子结构破坏,进而挤压在一起坍塌成一个高密度的点状结构,从而形成黑洞。这个临界半径就是史瓦西半径。同时,在史瓦西半径内,由于光子都不能摆脱引力的束缚,所以,由史瓦西半径组成的一个球状界面被称为视界。在视界内,任何物质都逃不出来,而视界外,则光子可以摆脱引力的束缚。所以,你眼睛可以看到的黑洞是一个以史瓦西半径为球的黑乎乎的天体系统。



那么,黑洞真的就“支吃不吐”吗?答案是否定的。霍金大大告诉我们,黑洞也会发射辐射,但是这种辐射并不是我们常规理解的那种辐射:真空中时时刻刻都会产生实粒子和虚粒子,只是实粒子产生后,里面又和它孪生的虚粒子结合而消失。但是,如果是在黑洞视界附近产生了这样一个粒子对,刚好虚粒子被黑洞引力捕获,而实粒子就不会泯灭。所以,这个过程就像是黑洞发射出来了一个粒子一样。即所谓黑洞辐射。



答案到此为止,欢迎讨论


PhD肖


黑洞和奇点这种天体结构是存在的,现代主流以牛顿引力论为基础推导出的黑洞系列理论,条种刊物上很多,讲得都很仔细,也就不想多说了。

今天借此说点在牛引定律的深层次问题,万有引力源于地球实测数据,因此在地球彼邻环境中是适用和准确的,万有引力更形象的说只能是万有向心力,横向用引力定律去测试也就无效,如静止水面上的船,建筑群体之间收缩缝结构,铁轨之间的间隙等等,都无能用万有引力定律来解释以及公式计算。为什么会产生这些不能解释现象,根源就在于对引力的产生机制有误,对物质体的质量产生机制有误,这样有限有误的万有引力理论推广到各种天体,成为不切实际的判定也就不足为怪,黑洞的产生半径奇点史互西半径等,造成有限的理论根本解释不了正在运行的自然现象,看起来有点靠谱,实际对照处处不和谐自洽,才有黑洞灰洞虫洞白洞多重宇宙等奇葩假说,为何奇葩呢?一个天体事件不能用一个原理解释,如果理论不能自园其说就应该从深层次的基础去找原因。经本人分析,问题就出在引力常数,因为牛顿的引力常数来原于实测经验总结,在本人的研究中产生引力是能量运动,而并非不变的质量,无论质量引力都会随能量运动的强弱变化而改变,同时也随物体之间的动态内外平衡差而改变。引力是物质之间的平衡力,引力常数G可无限走向零,那么天体的黑洞就不会因引力强大到自身塌缩为黑洞,也不存在具有无限密度的奇点,也不存在光线都逃不掉吞食一切的黑洞等等推论。


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