黑洞中有個奇點,宇宙起源也是奇點,那麼黑洞是宇宙的起源嗎?

2020-12-04 時空通訊

現代量子力學認為,宇宙起源於虛無中的量子漲落,起源於真空中爆發的奇點。

奇點是什麼,就是一個體積無限小,曲率無限高,溫度無限高,密度無限大的存在。

宇宙奇點和黑洞奇點都是這樣表述的,看起來差不多,但產生的原因和根源卻有很大區別。

黑洞是大質量天體死亡後的屍骸,這個屍骸有一個史瓦西半徑,中心是一個奇點。

而現代量子力學對宇宙奇點的解釋,卻是從虛無中誕生。

它們一個實一個虛,一個由實變虛,一個由虛變實。

黑洞有一個史瓦西半徑,而宇宙誕生前是沒有這個半徑的。

黑洞在我們這個世界,由於其史瓦西半徑,也就是質量導致的無限曲率範圍,對周邊天體的影響,而被人類發現。

黑洞奇點本身,並不是我們世界的事物,所以我們世界的所有理論都在那裡失效。

我們人類永遠也窺探不了黑洞奇點的秘密,我們只能夠從它的外圍研究它,知道它的質量、電荷和角動量。

我們從史瓦西半徑的大小,可以測算出黑洞的質量,卡爾·史瓦西在100年前就為我們準備了這個計算公式:R=2GM/C^2

這個公式說明,史瓦西半徑R,與質量M成正比,與光速C的平方成反比。

史瓦西還告訴我們,任何物體都有自己的史瓦西半徑。

一個60千克的人,根據公式計算,其史瓦西半徑為R=2xGx60/90000000000000000米

其中G為引力常量,取值6.67x10^-11N.m^2/kg^2。

計算得出約8.9x10^-26米,也就是比一個質子還要小11個多數量級。

太陽的史瓦西半徑約3000米,地球的史瓦西半徑約9毫米。

由此看來,黑洞質量和史瓦西半徑是可度量的。

而宇宙我們目前無法知道它到底有多大質量。

因為我們並不知道宇宙的範圍總體有多大,我們只知道宇宙的可觀測範圍約930億光年。

宇宙還有兩個不可觀測範圍,就是過去視界和未來視界兩個範圍,這兩個範圍我們不知道有多大。

過去視界是大爆炸開始後的38萬年以前,那個時候宇宙還是一鍋濃密的粒子湯,連光子都無法脫耦而出,因此是至暗時期。

依靠光線或者說電磁波觀測的人類,很可能永遠也看不到那一個範圍。

不過現在發現了引力波,如果大爆炸開始時的引力波能夠傳遞到我們這裡,那麼人類很可能通過這個引力波來窺視那個至暗時期的蛛絲馬跡。但這還僅僅是一個希望,能否實現還要看今後觀測和理論的發展。

未來視界是由於宇宙在加速膨脹,在遙遠的宇宙邊際,星系離開我們的速度遠遠大於光速。這預示著那裡的星光永遠也到達不了我們這裡,因此,可觀測宇宙以外的世界我們可能永遠也無法看到或者了解到。

所以宇宙大爆炸那一刻,就包含了這三個宇宙範圍,這個奇點的能量,是一個黑洞無法比擬的。

而且,這兩個奇點的誕生根源和方式是不一樣的。

黑洞奇點是大質量天體的龜縮形成的,任何物質只要龜縮到自己質量的史瓦西半徑以內,就能夠成為一個黑洞。比如,前面說的1個60公斤的人,能夠龜縮到一個直徑為8.9x10^-26米半徑的範圍裡,就會成為一個黑洞。

太陽把全部質量濃縮到3000米半徑的範圍,地球把自己全部質量壓縮到9毫米範圍,就會成為一個黑洞。

但在自然界,沒有這麼大的壓力能夠完成這個事情,一般來說,需要30倍以上太陽質量的恆星,在死亡大爆炸後,巨大的高溫高壓才能夠完成製造黑洞的任務。

而宇宙之母的奇點則是從虛無中誕生,這是量子力學對宇宙的解釋。

量子力學認為,宇宙中沒有真正的真空,只有量子真空,又叫假真空。那裡是量子的海洋。

就是當宇宙空無一物的時候,沒有空間,也沒有時間,但這空無一物的虛空中充滿著不確定性的量子漲落和能量擾動,也就是在虛無中蘊含著巨大的能量。

這些能量會以正反粒子的方式不斷湧現,但存在時間很短,正反粒子就會湮滅了。虛空就在這種能量誕生與湮滅中平衡。

宇宙誕生前,在虛空一片的量子海洋裡,虛無中充滿了等待爆發的奇點。

這些奇點中爆發出來的能量,都有正反,都會很快湮滅,但有那麼一個例外。

由於各種不確定性的因素,某一個粒子沒有湮滅,於是巨大的能量爆發了,也就是如今說的宇宙大爆炸出現了。

宇宙就從這個奇點中誕生,這個奇點從一開始就包含了宇宙全部能量和質量。宇宙從能量中誕生,產生了時間空間和物質。

如今我們所看到的一切,都是這個奇點中爆發出來的。

宇宙會不會最終成為一個大黑洞,回歸寂滅,然後又由黑洞奇點中爆發誕生呢?

宇宙歸宿有幾種說法,其中有一種與這種想法類似。

這就是大坍縮理論。

大坍縮理論認為,但宇宙膨脹到一個臨界點,引力最終會戰勝暗能量,宇宙將開始收縮,而且越來越快,最終形成坍縮之勢,收縮進自己的史瓦西半徑以內,成為一個大黑洞,中心只剩下一個奇點。

這個說法與量子力學的宇宙起源說不一樣,誰是誰非,等待科學的分解。

就是這樣,謝謝閱讀,歡迎討論。

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  • 宇宙大爆炸前奇點與黑洞奇點都是由物質組成的嗎?
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    隨著CMB信號的發現,以及哈勃定律所推斷出的星系加速遠離,全部都在指向一個驚人的事實:我們的宇宙正在加速膨脹!這代表我們現今的宇宙,有著一段從冷到熱。從小到大,從密到疏的膨脹演化史。而這一切的源頭都來源於一個密度無限大的點。它就是奇點,奇點是我們已知宇宙時空的起點,它誕生了整個宇宙。那麼奇點又是什麼呢?它又是如何誕生的呢?
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    科學家可以從黑洞的外部進行測量,進而了解由萬有引力產生的黑洞的質量以及黑洞的旋轉速度。但是卻無法進入黑洞內進行測量與觀察,因為構成黑洞表面的視界會把所有物質吞噬掉。假如科技允許我們的太空人接近黑洞,並有幸跨越了具有強大吞噬力的視界,那麼太空人能夠成功進人到黑洞內部嗎?恐怕很難。因為太空人很有可能會被遇到的巨大重力和潮汐力所吞噬。
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  • 旋轉的黑洞會裸露出奇點,裸奇點的存在可能對宇宙產生危害
    奇點的引力是無限強的,任何靠近它的物質都會被拉過去。幸運的是,奇點都是包裹在事件視界之內的。自從天文學家發現黑洞以來,人們就一直在想:有沒有可能存在裸奇點,也就是說在沒有相關視界的情況下形成一個奇點。裸奇點是一個非常危險的地方,因為它的存在會使許多物理定律被打破,會危及到整個宇宙。
  • 黑洞中的奇點是物質嗎?
    ,但極端天體也是物質,黑洞只要有奇點,這個奇點當然也是物質了。第一,時間和空間不是物質唯一的存在方式,物質及其運動有另一種存在方式。「奇點」、宇宙大爆炸的「奇點」以及其爆炸「之前」的物質,還有暗物質、暗能量,甚至白洞、蟲洞及另一個宇宙等等都不是以時間和空間方式存在的,但它們卻是客觀實在性的存在,所以它們必定以另一種或幾種方式存在,只不過我們目前的水平和手段無法「觀測」。
  • 黑洞奇點和大爆炸奇點有什麼區別?
    大爆炸奇點是一個體積為零的點,但質量很大,這使得密度極高。大爆炸(bing)這個奇點包含了宇宙中的全部物質和能量。大爆炸的最初時刻仍然是個謎。然而,天文學家和物理學家相信,在最短的那幾分之一秒之後,強大的核力和電磁力便分開了,這很可能導致宇宙開始膨脹。大爆炸創造了空間、時間和我們現在所知道的全部物質和能源。
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    包含了宇宙中的全部物質和能量。大爆炸的最初時刻仍然是個謎。然而,天文學家和物理學家相信,在最短的那幾分之一秒之後,強大的核力和電磁力便分開了,這很可能導致宇宙開始膨脹。大爆炸創造了空間、時間和我們現在所知道的全部物質和能源。黑洞奇點是在一顆質量非常大的恆星的核心坍塌出一個事件視界後形成的。由於這些奇點是極小的,他們擁有無限的密度。