黑洞里面是什么(十亿个核弹扔进黑洞会怎样)
黑洞是20世纪天文学和物理学中的一大猜想。可以说是先用公式算出来的,原本以为是根本不存在的东西。原子弹也是原本不存在的东西。它是由人类的想象和计算制造出来的东西。这就是人类思维的力量。但是黑洞不同于原子弹。他自己在宇宙中是丰富的。就像人类之前不知道有天王星,海王星,冥王星一样。但通过计算公式,认为它们可能存在,最终证实它们确实存在。黑洞也符合这个发现规律。所以黑洞只是一颗“普通”的恒星。虽然他非常非常特别,但是在我们的平面宇宙中,他是大量存在的。因为任何星系的中心基本上都有一两个大黑洞,所以中间没有黑洞的星系很难聚在一起。宇宙中有数不清的星系,几乎每个星系都包含数十亿个大大小小的黑洞。从这个意义上说,黑洞并不特殊,它只是恒星的一种。只是他的基本行为模式,有点违背常规的明星。
就好像做生意或者炒股都是为了赚钱一样。结果就是有的人能赚钱,有的人不但不赚钱,反而赔了一部分甚至全部老本。在这种情况下,我们可以说我们遇到了一个财务黑洞或财务陷阱。而宇宙中真正的黑洞也类似于这种情况。其他恒星,甚至大行星,都向外辐射热量和电磁波,发出光和热。而黑洞只能进出。感觉在物质和能量上是一个无限的负数。而如果你偶然遇到他,被他的引力卡住,你就会被吸引掉进去。这是一个万劫不复的时间空陷阱。因此,黑洞可以被视为常规宇宙中的陷阱,但这种陷阱必不可少。因为没有黑洞,就没有星系,没有星系,没有太阳系,没有太阳系,没有地球,没有地球,没有我们坐在这里说话。简而言之,黑洞是非常特殊的,但它们仍然像所有普通恒星或行星一样正常地悬挂在天空,甚至有一半以上的小质量黑洞是在大质量恒星坍缩后形成的。
从任何黑洞的外部来看,它们实际上与大质量恒星相似,只是恒星体是明亮的,而黑洞体是黑色或暗灰色的。理论上黑洞可以分为两部分,即中间的暗视界和视界外的高温吸积盘。由于黑洞的强大引力,吸积盘严重拉伸了将要落入事件视界的物质,几乎将其撕成基本粒子,物质以接近光速的速度落入事件视界。在这种高能状态下,物质粒子剧烈碰撞摩擦,产生高温和高辐射,所以吸积盘很亮,对比黑洞的中间事件视界较暗。因此,一个完整的黑洞应该包括活动视界外的吸积盘和活动视界内的两部分。最近射电望远镜成像的60亿个太阳质量的大黑洞,基本验证了大黑洞的出现与预测的相似。
这种照片虽然不是真正的光学成像,但却是其他波段电磁波的理论成像。可以说是可信的电脑生成照片。黑洞周围的吸积盘理论上可以被人类看到。当我们谈论黑洞内部时,我们实际上讨论的是黑洞视界内的样子。不可能通过可见光或者任何电磁波从外面看透视界,更不可能有人自己进去看了又回来。因为黑洞本身永远不会回归任何物质。所以说黑洞视界里面是什么,也是理论上的猜测。
海郎山过去曾经发微博说,我们的宇宙本身可能就是一个超级黑洞的内部。这也是一种理论。那么现有宇宙中这些较小的黑洞是否也有所有的恒星在里面呢?这当然是不能排除的可能性。但以一个视界之外的局外人的视角来观察黑洞,除了高热、高温、高亮度的吸积盘之外,它中间的视界应该是一个暗球体。当然这个球体的边界是比较空的,不是明显的气泡。而且这个球体大部分也是有自旋的,这也符合现有宇宙中大部分大型天体都是自旋球体的基本规律。也就是说,不管黑洞是大是小,是什么造就了它。但只要黑洞还存在于这个常规宇宙中,它的外部形状仍然符合这个宇宙的基本规律。至于黑洞的视界是否还遵循现有宇宙的基本规律,那就是另一回事了。这就像一个学校里的学生,无论你在自己家里有多调皮。来到学校,一定要好好学习,按照校规做一个合格的学生。而黑洞,就是这个宇宙大学校里的一群特殊的、相对黑暗的、特立独行的学生。但就宇宙本身而言,教与学并无区别。
要讨论黑洞里面有什么,我们还必须明确一个非常重要的问题。这就是事件视界本身并不是黑洞的主体。理论上,即使黑洞体有一个真实的体积躺在那里,它也比它造成的事件视界的球体要小。比如根据奥本海默极限,大约3.2倍太阳质量的物质可以坍缩成黑洞。黑洞形成后,根据史瓦西半径的公式,其视界半径为10公里,也就是说,黑洞的视界球面是一个直径约20公里的球体。黑洞的体积并不会随着质量的翻倍而翻倍,但其视界的增长速度要比质量的增长速度快得多。2倍质量的黑洞,也就是6.4倍太阳质量的黑洞,直径会有40公里。三重质量黑洞的事件球体直径是60公里。前几天拍到的60亿倍太阳质量的黑洞,他的视界球直径估计有324亿公里!与太阳系太阳到冥王星半径74亿公里的球体相比,这个黑色的大视界球体基本上只有一个足球和一个网球那么大。所以大质量黑洞的活动视界内部空足够大。那里面有什么?在这么大空的房间里,黑洞长什么样,有多大?
事件视界的直径和黑洞的总质量之间存在简单的正相关关系。这使得直接通过测量黑洞视界的直径来判断黑洞的内部质量成为可能。比如最小的黑洞,也就是质量超过太阳三倍以上的黑洞,直径超过20公里。那么黑洞的质量就可以通过测量黑洞的视界球直径来判断。比如视界球的直径是200公里,那么它的内部就是一个30倍太阳质量的黑洞;如果一个事件球体的直径是200万公里,那么它就是一个质量是太阳30万倍的黑洞;当事件球体的直径达到200亿公里时,它就是一个拥有30亿个太阳质量的大黑洞。不久前,它还是一个大黑洞,质量是太阳的60亿倍。之所以能被“拍到”,在于这个黑洞的质量足够大,其内部视界球体的直径也足够大。虽然距离5500万光年,但依然可以“成像”。那些较小的黑洞很难直接拍摄。因为他们视界球体的体积在浩瀚的宇宙中几乎微不足道。它们只有凭借超强的引力和扰动能力才能被外界认可。
无论是最小的黑洞,还是和整个银河系一样大的超级黑洞。一旦它们形成。几乎没有死亡的时间。虽然黑洞也在通过霍金提出的霍金辐射损失能量,导致它在理论上最终蒸发,但蒸发的速度太慢,认为至少需要几千亿年。宇宙被认为现在才诞生300亿年,标准宇宙的寿命被认为是未来的300亿年。600亿年过去了,还是比不上黑洞的寿命。有些超级黑洞从宇宙存在开始就存在了,宇宙本身就完了。黑洞可能还没有完成。我恨不得黑洞自己爆裂消失。所以不要指望霍金辐射能杀死任何一个黑洞。既然黑洞如此黑暗,寿命如此之长,那里面到底是什么呢?韩浪山认为有四种可能:
第一,黑洞本身就是一种行星。前面说过,黑洞也是普通天体的一种。说他是这里的一颗行星。意味着黑洞在事件视界之内,可能确实存在一个宏观球体。
黑洞的理论是基于这样一个事实,一旦行星超过极限坍缩,这种坍缩就无法停止。据说无论它的质量有多大,它的实际体积几乎为零,是一个奇点。但这种说法至今没有得到任何实验的证实。也有理论物理学家认为黑洞的坍缩还是有极限的。在这个极限,基本物质太紧,排斥力和收缩力平衡。这样,黑洞体仍然是一个可见的、实际体积的球体。这基本上是奥本海默极限的说法之一。如果真的陈述是真的,那么黑洞本身的存在就成了一个问题。这是因为人们经常将“超致密行星”与极端引力相混淆,即比中子星更紧的行星,引力使得光无法随黑洞逃逸。但瀚海狼山认为,无论是超密球还是奇异黑洞,都可以归为广义黑洞,因为一旦穿越视界,谁也逃不掉。所以地平线是一个球还是一个虚无的点,没有本质的区别。
如果黑洞内部真的有一个球(至少有些黑洞可能是这样的),那么它就是一颗引力更强的中子星。中子星周围没有事件视界,其真实直径一般不超过20km,几乎和最小黑洞的事件视界一样大。中子星附近的逃逸速度已经可以达到光速的一半。往往在每秒16万到18万公里之间。当光线到达中子星时,会发生严重的扭曲,但毕竟中子星还是可以看到的,因为光线是可以逃逸的。如果这样的黑洞内部有一个球,它显然比中子星小。直径只有几公里甚至几百米。从球的外围到活动视界的外壳,严重处于高能状态。有光和粒子不断试图逃逸,被黑洞引力拖回来。这个黑洞内部其实挺正常的,类似中子星,只是内部图像被遮挡了。
第二,是最经典的理论:黑洞已经过了极限,内部物质被无限压缩。体积接近于零,无论是3倍太阳质量的最小黑洞,还是银河系质量的黑洞,球心都是一个几乎不存在的奇点。这样黑洞内部就没有什么实质性的东西了,因为物质集中在奇点,但是在奇点和事件视界之间,有各种高能辐射,却没有时间或者空感,一切都是颠倒混乱的。没有因果,视界之外的事件和序列在视界之内是无效的。也就是真正的薛定谔的猫永远不生不死。
第三,被瀚海郎山预言,每个黑洞都是一个独立的小宇宙,黑洞内部甚至有无数层新黑洞。每个黑洞都有它的质量分布和时间。但是,物质和能量并不都聚集在中间的奇点,从外部落入黑洞视界的物质和能量可以在黑洞内部被挤压凝聚成新的物质和能量,形成其内部的星系和宇宙。这种黑洞内部的理论是最浪漫友好的。
第四,认为黑洞视界内部的物质和能量已经不在宇宙的这个平面上。黑洞本身只是一个通向另一个平面宇宙的时间空大漩涡,也是一个黑暗的通道。我们之所以还能感受到黑洞质量的存在,是因为这个漩涡还在吸收这个平面宇宙的物质,就像一个超级吸尘器。不断地吸收周围的物质,自然让人觉得他还有引力,其实是吸力。事实上,它们已经将物质吸引到其他宇宙中,但并不是那些大量的物质仍然聚集在所谓的奇点中产生引力。这样,黑洞吸收的物质越多,此时空大漩涡的直径就会越大,就像破坏力越大的龙卷风直径也会越大一样。宇宙中有大量的黑洞,这意味着随着宇宙年龄的增长,黑洞越来越多空,最终我们的宇宙会漏成筛子。宇宙基本上完了。如果黑洞内部是这种情况,就相当于掉进了黑洞。过了视界,什么都没有,就是一个真正的黑洞空洞。如果你进去了,你就会去宇宙的另一个平面。
这也可以解释为什么我们的宇宙中会有奇怪的白洞。我们的宇宙中有大量的漩涡向隔壁邻居的宇宙泄漏物质和能量,而对面的宇宙也有一个漩涡向我们这边泄漏物质和能量,不断向我们这边倾倒东西。谁最后能上谁就看哪边漏给对面少!所谓不吃亏就是赚便宜!