黑洞與大爆炸之間到底有什麼關聯?科學家給出了解釋,答案很奇妙

2020-12-04 天文在線

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黑洞理論已經存在很長時間了,它最初是由英國皇家學會會員約翰·米切爾提出的,他的思想在1783年提交給了該協會。米切爾的計算是根據當時應用最廣的牛頓的引力理論進行的。

圖解:大麥哲倫雲面前的黑洞(中心)的模擬視圖。請注意引力透鏡效應,從而產生兩個放大,以星雲最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現在頂部,扭曲成一個弧形。

所以黑洞理論已經存在了兩個多世紀,並且易於理解。

為了確保大家可以更好地理解,下面我再次展示了黑洞的定義。

圖解:哈勃太空望遠鏡圖像:在銀河心臟處的黑洞

「黑洞:物質的集中,其引力場強度足以使時空完全彎曲,以至於沒有任何東西可以逃逸,甚至於光線,據說是一個黑洞。這可能發生在相對適度的物質被擠壓到非常高的密度(例如,如果要將地球擠壓到大約豌豆的大小),或者如果有一個非常大的相對低質量物質的濃度,例如幾百萬倍的太陽質量在一個與我們的太陽系一樣大的球體中,相當於和水一樣的密度。

圖解:藝術家筆下的黑洞。

從太陽表面逃逸的速度僅為光速的0.2%,但如果你想像一個具同太陽相同的密度的巨大物體,那麼其逃逸速度就會迅速增加。最早分析愛因斯坦理論含義的人之一是卡爾·施瓦茨柴爾德。廣義相對論解釋了由於時空在物質附近彎曲的方式而產生的引力。史瓦西計算了球形質量周圍時空幾何的精確數學描述,並將他的計算結果發送給愛因斯坦,他於1916年初將它們提交給了普魯士科學院。

計算表明,對於任何質量,都有一個臨界半徑,現在稱為史瓦西半徑,它對應於時空的極度扭曲,如果質量被壓縮在臨界半徑內,空間就會圍繞著物體關閉,並將其從宇宙的其他部分擠壓掉。實際上,它將成為一個獨立的宇宙,任何東西(甚至光)都無法逃脫。太陽的史瓦西半徑為2.9公裡,而地球的半徑為0.88釐米。」

好的。 到現在為止還挺好。 所以存在的問題是什麼呢

想像一個黑洞吞噬整個星系,然後是另一個星系,另一個,直到整個宇宙被吸入這個巨大的黑洞。 (這只是一個思考練習,我知道它不可能發生,所以需要向我指出)。所以現在我們有一個黑洞,包含宇宙的所有物質,沒有任何東西可以逃脫。現在你看到了問題!

根據宇宙大爆炸理論,這就是宇宙如何從一個奇點進入創造的。但如果沒有任何東西可以從黑洞中逃脫(奇點),宇宙如何運作呢?這應該是不可能的。我是怎麼想的呢?

我沒有頭緒。一方面我們被告知沒有任何東西能從黑洞中逃脫,另一方面我們被告知這就是宇宙是如何存在的。也許我錯了,誤解了一些東西,要麼是關於黑洞,要麼是大爆炸。是不是大爆炸產生的奇點與黑洞的奇點有某種區別?只是我不知道這兩種奇點。也許有人能給我解釋一下?

相關天文知識

黑洞是根據廣義相對論所推論、在宇宙空間中存在的一種質量相當大的天體和星體(並非是一般認知的「洞」概念)。黑洞是由質量足夠大的恆星在核聚變反應的燃料耗盡後,發生引力坍縮而形成。黑洞的質量是如此之大,它產生的引力場是如此之強,以至於大量可測物質和輻射都無法逃逸,就連傳播速度極快的光子也逃逸不出來。由於類似熱力學上完全不反射光線的黑體,故名黑洞。在黑洞的周圍,是一個無法偵測的事件視界,標誌著無法返回的臨界點,而在黑洞中心有一個密度趨近於無限的奇點。

圖解:位於M87中心的超大質量黑洞,推估質量達太陽的數十億倍。這是人類史上第一張直接對黑洞觀測的天文影像,由事件視界望遠鏡所拍攝,發表於2019年4月10日。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.thekeyboard-Light-Keith Mayes

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