2019年4月10日晚發(fā)布了首個(gè)黑洞:M87星系中心黑洞的照片,使得我們第一次見到了黑洞真實(shí)的模樣,,盡管這是從亞毫米波的射電望遠(yuǎn)鏡取得的數(shù)據(jù)處理而成,,但實(shí)際上黑洞的光學(xué)成像照和設(shè)點(diǎn)波段是類似的,所以你看到的黑洞照片是真實(shí)的,! 在黑洞的照片中有一個(gè)看不見的黑黢黢的中心,,大約在整個(gè)黑暗區(qū)域1/6的中心就是黑洞的視界,其實(shí)在到黑洞視界前我們就已經(jīng)看不到光了,,因?yàn)橐呀?jīng)極度紅移,,并不存在光在視界附近打轉(zhuǎn)的情形!但這并不是大家關(guān)心,,我們想知道的是進(jìn)入黑洞之后會(huì)看到什么,? 什么是黑洞?黑洞其實(shí)用牛頓的萬(wàn)有引力公式也能推導(dǎo)出來(lái),,很簡(jiǎn)單,,只要將質(zhì)量一定的天體,將其的環(huán)繞速度設(shè)定為光速,,然后反推半徑,,即可計(jì)算出這個(gè)天體的坍縮到黑洞的直徑上限,,比如地球這樣的天體,當(dāng)期半徑小于大約8毫米時(shí),,由于其引力已經(jīng)大道光速都無(wú)法逃離,,無(wú)論天體原先是什么性質(zhì),它將無(wú)可避免的坍縮為黑洞,! 當(dāng)然牛頓并不知道到黑洞的存在,,當(dāng)時(shí)也不知道光速到底有多大,因?yàn)楣馑龠€是1850年左右傅科測(cè)定的,,而麥克斯韋則從他的方程組中推導(dǎo)出了電磁波和光速相等而推測(cè)光也是一種電磁波,!真正的黑洞要到1916年愛因斯坦發(fā)表廣義相對(duì)論后,史瓦西老兄從引力場(chǎng)公式中推導(dǎo)出了史瓦西度規(guī),,即天體坍縮到某一尺寸時(shí)將無(wú)可避免的坍縮為一個(gè)奇點(diǎn),! 不得不說(shuō)史瓦西真的是個(gè)人才,不僅是史瓦西度規(guī),,他還對(duì)太陽(yáng)的熱壓力和引力坍縮進(jìn)行了計(jì)算,,發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)的分為了對(duì)流層,輻射層和內(nèi)核,,太陽(yáng)的對(duì)流層和內(nèi)核之間存在一個(gè)沒有對(duì)流的輻射層,,這給大家長(zhǎng)了不少見識(shí)。 愛因斯坦是怎么來(lái)描述引力的,?牛頓認(rèn)為空間是平直的,,時(shí)間在宇宙的每一個(gè)區(qū)域都一樣,這就是牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀,!當(dāng)然這在低速和和低質(zhì)量區(qū)間內(nèi)并沒有什么問(wèn)題,,所以牛頓經(jīng)典力學(xué)指導(dǎo)了科學(xué)界300年的之久,但后期疲態(tài)盡顯,,即使有拉格朗日,、拉普拉斯等一大批優(yōu)秀的天體力學(xué)科學(xué)家為其打造堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)!但非常遺憾,,因?yàn)榻⒔?jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ),,絕對(duì)時(shí)空觀出現(xiàn)了問(wèn)題,所以上層建筑再華麗,,它也是空中樓閣,! 愛因斯坦在1916年發(fā)表的廣相徹底打破了絕對(duì)時(shí)空觀,引入了相對(duì)論時(shí)空觀,,愛因斯坦認(rèn)為引力是質(zhì)量彎曲時(shí)空的表現(xiàn),,因此在宇宙的每一處時(shí)間可能都是不一樣的,因?yàn)樗矔?huì)隨著空間的彎曲而出現(xiàn)變化!因此水星的進(jìn)動(dòng)用經(jīng)典力學(xué)計(jì)算才會(huì)出現(xiàn)百年累計(jì)38''的誤差,,而廣相則完美符合,! 黑洞內(nèi)部是個(gè)怎樣的世界?前文所說(shuō),,質(zhì)量會(huì)彎曲時(shí)空,,大質(zhì)量天體彎曲的時(shí)空就會(huì)越強(qiáng)烈,而到了黑洞的世界內(nèi),,真?zhèn)€空間就是封閉的,,所以黑洞的視界內(nèi)部是不會(huì)有任何信息與外界交換的(宏觀,霍金輻射認(rèn)為它會(huì)以一種特殊的模式向外輻射),,因此我們想要知道黑洞內(nèi)部的狀況是不可能的,! 不過(guò)可以根據(jù)這些特性推測(cè)出黑洞視界內(nèi)部的物理性質(zhì),剛我們說(shuō)了視界內(nèi)部的空間是封閉的,,簡(jiǎn)單的說(shuō)就是這一塊空間已經(jīng)極度扭曲,,就像一個(gè)宇宙縮小到了某個(gè)范圍,你一眼就能看到盡頭,,但這個(gè)盡頭卻有些奇怪,,是自己的后背,因?yàn)檫@些光線在你周圍彎曲的時(shí)空中走了一個(gè)閉合回路,,所以你看到了自己的后腦勺,! 這是完全有可能的,另外你看不到黑洞的外面,,因?yàn)閷?duì)視界內(nèi)部來(lái)說(shuō),,所有的方向都是奇點(diǎn),所以等你到達(dá)世界內(nèi)部時(shí)已經(jīng)不知道如何區(qū)分內(nèi)外了,,空間彎曲給你的所有方向都是奇點(diǎn),,因此有人問(wèn)用超光速可以從世界內(nèi)部出來(lái)時(shí),答案是否定的,,因?yàn)闆]有外面,你出到哪里去,?再快的速度不過(guò)是加速駛向奇點(diǎn)而已,! 當(dāng)然還有超級(jí)有趣的問(wèn)題,有朋友認(rèn)為光子在黑洞視界處會(huì)光速環(huán)繞而不掉進(jìn)視界內(nèi)部,,因此那個(gè)區(qū)域會(huì)有一圈光環(huán)存在,!理論上是可能的,但接著這些越過(guò)了視界的光子進(jìn)入黑洞內(nèi)部后會(huì)超光速墜向奇點(diǎn),!其實(shí)不會(huì),,我們要理解下,黑洞內(nèi)部是一個(gè)時(shí)間停滯的區(qū)域,光子怎么會(huì)超過(guò)光速呢,,它何時(shí)到達(dá)奇點(diǎn)都是一個(gè)問(wèn)題,! 還有其他有趣的想法不?各位不妨留言探討下,! |
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