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词条 静态中性黑洞
释义

利用牛顿理论可知,当逃逸速度达到光速时,光也无法从星球表面射出,这就是牛顿黑洞。光的波动说战胜微粒说后,牛顿黑洞被人们淡忘了,因为波是不受引力影响的。有趣的是,从广义相对论计算出的黑洞条件与牛顿理论计算出的完全相同,从现代眼光看,牛顿理论的推导犯了两个错误:(1)将光子动能MC^2写成了(1/2)MC^2,(2)把时空弯曲当成了万有引力。两个错误相互抵消却得到了正确的结论。因此静态中性黑洞的视界半径与牛顿黑洞的半径完全相同。视界就是(在经典范围内,相对论属于经典物理)任何物质都无法逃离的边界。

黑洞详解

我们说的黑洞大小是指它的视界大小,黑洞内部其实基本空无一物,只有一个奇点。这个点的体积无穷小,密度无穷大,所有的物质都被压缩到这个点里。先前我们说过,奇点可能不存在,我们把它当很小的点就可以了。我们来看黑洞吞噬物质的场面:假设两艘飞船里分别有两个人A和B,A远离黑洞,B被黑洞吸引。在B看来,它不断的接近黑洞,不断的加速,以接近光速的速度穿过视界,又以极短的时间撞向中心奇点,被压的粉身碎骨,连原子核都被压碎。在A看来,他看不到B的真实过程,他看到B先加速后减速最后停在视界处,逐渐变暗,最终消失。A看到的只是B的飞船上外壳发出的光的行为,B的真实部分早在A不知不觉中撞向了中心奇点。之所以会有减速过程是因为接近黑洞处时间膨胀,使A看到的速度变慢甚至接近零了。A看到的光停在视界上并不与光速不变原理相矛盾,光速不变原理指的是在四维时空中,光走过的四维距离是零。当时空平直时,三维光速是个常数。时空弯曲时,三维空间中光会偏折。在视界处,时空极度弯曲,无穷远处的观察者看到的光速是零。但在视界附近看到的光速还是光速,因为在小区域内时间进度是相同的。光速不变不是简单的指无论在什么情况下光都是所谓的匀速直线运动。不过三维空间中任何物质的速度都不超过光速目前仍是正确的。

划分时空

通过坐标变换,可以得到宇宙的克鲁斯卡时空,它将全时空分为四个对称区域。奇怪的是我们的宇宙似乎只占两个区域,其中1区是我们普通的宇宙,2区是黑洞视界内的宇宙,3区是一个与我们的宇宙对称的宇宙,通过虫洞与我们的宇宙相连,只是这种虫洞只有超光速信号才能通过,光与普通物质无法通过这种黑洞的虫洞进入另一个宇宙。4区是白洞视界内的宇宙。可以说黑洞理论预言了白洞和另一个宇宙。

白洞理论

白洞和黑洞相反,经典范围内是个只出不进的天体,它也符合物质不灭定律,它吐出的物质是原本就存在的。方程中虽有白洞解,但不等于现实中一定存在白洞,只是有存在的可能性。霍金等人证明,小黑洞与白洞不可区分。有人猜测黑洞和白洞可以相互转化,白洞喷发的物质来自黑洞吞噬的物质,甚至宇宙的原始大爆炸就是白洞喷发。按大爆炸标准模型,宇宙最可能的结局是物质收缩为原初奇点。全宇宙的物质收缩为一个点,在这样的极端条件下有可能存在黑洞向白洞转化的条件,从而引发下一轮宇宙大爆炸。

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更新时间:2025/2/26 5:18:26