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宇宙中充满了时空漩涡,黑洞也是一个漩涡吗?

2020-01-27 06:10:02 暂无 阅读:727 评论:0

宇宙中充满了时空漩涡,黑洞也是一个漩涡吗?

宇宙中有大大小小的漩涡,黑洞是一个特殊极端、最厉害无底洞的旋涡。

宇宙就像一个大水库,在这个大水库里有许多许多的鱼虾螃蟹贝壳之类的物质,每一个最小的物质,都会对这个水库的水造成扰动,都会形成大大小小的漩涡。

爱因斯坦广义相对论时空弯曲理论所描述的就是这样的。

他认为,任何有质量的物体,都会对时空造成扰动,这个扰动就是在自己周围形成某种漩涡或者陷阱的状态,当物体双方靠近时,就会被这些漩涡陷阱所捕获,表现出来的就像是相互吸引,这就是万有引力的根源。

理论上,一个原子、一个分子都有引力。

但引力是很弱的力,在这个世界已经发现的四种基本力里,是最弱小的力,因此小的物体引力很弱小,很难感觉出来。

到了大的天体,这种引力效应就明显起来。

在地球导致的时空漩涡中,地球上的一切都被牢牢钉在地上,要想飞起来,就必须有相应的速度和推力;在太阳导致的时空漩涡中,太阳系八大行星以及所有天体,都在漩涡中打转。

宇宙中充满了时空漩涡,黑洞也是一个漩涡吗?

小天体要想脱离大天体导致的时空漩涡,就必须有更快的线速度,这就是各种天体的逃逸速度。

比如地球,一直在太阳巨大的时空漩涡里打转,时刻有掉入漩涡深处、也就是掉到太阳里的趋势,只有拼命的逃命,企图逃离这个旋涡。

但地球逃离的线速度只有每秒30千米,速度不够,太阳引力就把本来直线匀速运动的地球轨迹拉弯曲了,实际上是围绕着旋涡的曲线在运行。

地球这个速度只能是环绕速度,既逃不出太阳引力,也不会被太阳拉到自己身上。

地球要逃离太阳漩涡,需要达到每秒42公里的线速度,这就是地球轨道的逃逸速度。

宇宙中天体之间就是这样的“漩涡”关系。

宇宙中充满了时空漩涡,黑洞也是一个漩涡吗?

有人用绷紧的床单做过一个实验,把床单比喻为时空,在上面放上一些质量大小不等的球体,质量大的球体就会在床单上压出较深的凹坑,质量小的球就压出较浅的凹坑。

但小质量球滚过大质量球的凹坑附近时,如果速度快就会沿着坑边滚过去,逃向远方;如果速度慢,就会掉入坑底;如果速度不快不慢就会沿着坑边转圈。

这就形象的演示了质量对时空导致的漩涡,以及环绕和逃逸漩涡的速度关系。

宇宙中充满了时空漩涡,黑洞也是一个漩涡吗?

因此,并非黑洞是一个漩涡,如果时空是水,我们就可以看到所有天体身边大大小小的旋涡。

但黑洞这个旋涡又是一个极端的漩涡,是有去无回的漩涡。

这个旋涡有点像球体在床单上压了一个洞,或者坠入了无底的深渊,这样掉落到这个陷阱的物体就会有去无回。

这是因为黑洞是物体在极端压力作用下,无限压缩,缩进了自己的史瓦西半径里,物体就会无限的向中心坠落,而中心只有一个似有似无的奇点。

宇宙中充满了时空漩涡,黑洞也是一个漩涡吗?

这个奇点体积无限小、曲率无限大、热度无限高、密度无限大,已经不是我们世界能够了解和解释的东西了,被认为是一个超时空不同维度的世界。

因此有人认为黑洞是联系不同世界的一个通道,虽然只是猜测,但也不无道理。

不过这个联系对“活着”的人没有任何意义,因为一旦被吸入黑洞的任何物体,原来的身份信息都不复存在,连一个粒子也不会留下,只有质量、角动量、电荷还能够测量。

任何物体都有自己的史瓦西半径,其计算公式为:R=2GM/C²

R为史瓦西半径;G为引力常量,取值6.67x10^-11N·m²/kg²;M为物体质量;C为光速。

宇宙中充满了时空漩涡,黑洞也是一个漩涡吗?

这是1916年德国物理学家、天文学家卡尔·史瓦西得出的一个爱因斯坦引力场精确解。

根据这个公式,太阳的史瓦西半径约3000米,地球史瓦西半径约9毫米,月球史瓦西半径约0.1毫米,喜马拉雅山这样大的天体史瓦西半径约1纳米(百万分之一毫米)。

任何物体被压缩进自己质量的史瓦西半径里,都会变成一个无底洞,也就是黑洞。

但要变成黑洞需要极端巨大的压力,太阳这样大的天体无法做到,需要比太阳质量大30倍的天体,才有可能在演化后期发生超新星大爆炸后,剩余核心压缩成一个质量约太阳几倍的黑洞。

所以,黑洞虽然也是宇宙中一个漩涡,但是一个深不见底的漩涡,连光也被吞噬得无影无踪。

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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