发信人: lyons()
整理人: vanes(1999-02-15 14:44:20), 站内信件
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黑洞不停吸收周围物质,其质量和引力必然无限增加, 然后相邻的黑洞会互相吸引而聚合成为更大的黑洞, 最后整个宇宙都不可避免地成为黑洞的囊中之物—— 我们可以这么假设么? 【 在 YW (老GUN) 的大作中提到: 】 : 补充一些黑洞的知识(不是抄来的) : 1. 恒星的崩塌. 黑洞是由恒星崩塌而成的, 这大家都听过, 可是恒星为什么 : 会崩塌呢? 因为恒星本来就会崩塌的, 巨大的质量使它有巨大的引力场, : 巨大的引力场会把一切东西压向它的中心. 而为什么现在大多数的恒星 : 没有崩塌呢? 因为它们现在正在进行核聚变反应, 这使它们发光发热和 : 产生巨大能量去抵抗崩塌. 所以, 假如可以参加核聚变反应的原料用完了, : 恒星就一定会崩塌了. : 2. 物质被吸入黑洞时的情形, 黑洞的引力非常巨大, 假如一个物体进入黑洞 : 的引力场 物体各部分受到的引力是不一样的, 当然是靠近黑洞中心一头受 : 到的引力会大些, 可是黑洞的引力太大了, 这由物体的长度产生的引力差距 : 就已经有足够的力量把物体撕碎. 把它拉成两半. 然后这两半会继续被 : 撕碎. 一直这样细分下去, 最后一直到原子, 原子核, 电子, 黑洞的引力 : 如此之大, 会连这些基本粒子包括质子,中子, 电子都被撕碎. 最后会被 : 撕碎到一个怎么样的程度, 是超出我们的知识范围的. : 3. 如何观测到黑洞. 没有任何东西可以从黑洞出来, 包括光和X射线. 这是对 : 的, 可是我们事实上已经发现了黑洞, 是如何发现呢? 我们观测不到黑洞, : 可是我们可以观测到正在被黑洞吸进去的东西. 黑洞一般会不停地吸收旁边 : 的一颗恒星的物质, 并且吸引该恒星围绕它旋转, 我们假如观测到一个恒星 : 的物质正在被吸引出去, 通过测量该恒星围绕黑洞旋转的速度和半径, 就 : 可以测量出黑洞的质量和引力, 假如我们发现了这么一个引力中心,而且观测 : 不到这引力中心发射出来的任何东西, 包括光和X射线, 那么它就是黑洞. : 【 在 vanes (马来熊) 的大作中提到: 】 : : 1916年广义相对论出现不久,卡尔.史瓦西(KarlSchwarzchild)就 : : 求出了用以描述时空的爱因斯坦方程的一个十分有用的解。该解作为时空 : : 的一种可能的形状,可以用来描述一个球对称的、不带电、无自旋的物体 : : (可能也可用于近似描述如地球和太阳等缓慢自旋的物体)之外的引力场。 : : 其原理就和当你想研究地表之外的牛顿引力而将地球视为质点一样。 : : 这个解很象一个“公制”。它和将毕达哥拉斯公式加以归纳以给出平 : : 面上线段长度一样,此“公制”可以作为获取时空中曲线段“长度”的公 : : 式。物体沿时间(“时间的坐标轴”)运动的曲线的长度如果用此公式计 : : 算,就恰是该运动物体所经历的时间。公式的最终形式取决于你选择用来 : : 描述事物的坐标系。公式可以因坐标不同而变形,但象时空弯曲这样的物 : : 理量却不会受影响。史瓦西用坐标的术语表述了它的“公制”概念:在距 : : 离物体很远的地方,近似于一个带有一条用以表示时间的附加t轴的球坐 : : 标,另一个坐标r用作该处的球坐标半径;而更远的地方,它只给出物体的 : : 距离。 : : 然而当球坐标很小的时候,这个解开始变得奇怪起来。在r=0的中心处 : : 有一个“奇点”,那里的时空弯曲是无限的;围绕该点的区域内,球坐标 : : 的负方向实际成为时间(而非空间)的方向。任何处于这个范围内的事物, : : 包括光,都会为潮汐力扯碎并被强迫坠向奇点。这个区域被一个史瓦西坐 : : 标消失的面与宇宙的其他部分分离开来。当然该处的时空弯曲没有任何问 : : 题(这个球面半径被称作史瓦西半径,稍后就会发现史瓦西坐标并未消失。 : : 它是一个人为的坐标,这个问题有点象定义北极点的经度时所遇到的问题。 : : 史瓦西半径的物理意义不在于该处的坐标问题,而在于其内的方向变为时间 : : 方向这一事实)。 : : 当时的人们并未为此担心,因为所有已知的物体的密度都达不到使这 : : 个内部区域扩大到物体之外的程度,即对于所有已知情况,史瓦西解的这 : : 个奇怪部分都不适用。阿瑟.斯坦雷.爱丁顿(ArthurStanleyEddington) : : 曾考虑过一颗死亡的恒星坍塌后可能达到这个密度,但从审美的角度出发不 : : 太愉快地将其抛弃了,并人为应该有新的理论补充进来。1939年欧文海默 : : (Oppenheimer)和施内德(Snyder)最终严肃地提出比太阳质量稍大几 : : 倍的恒星在其声明的末期可能会坍缩到这种状态。 : : 一旦一颗恒星的坍缩超过史瓦西坐标消失的球面(称为不带电、无自 : : 旋物体史瓦西半径或“视界”)它就不可避免地继续坍缩下去。同你无法停 : : 住时间的车轮一样,它将一直坍缩至奇点。没有任何进入那个区域的东西可 : : 以幸免,至少在这个简单的例子中是如此。视界是一个有去无回的转折点。 : : 1971年约翰.阿奇贝尔德.威勒(John ArchibaldWheeler)命名这样 : : 的事物为“黑洞”,因为光无法从中逃逸。基于许多证据,天文学家有许 : : 多他们认为可能是黑洞的候选天体(其证据是:它们的巨大质量可以从其 : : 对其他物体的相互作用中得到;并且有时它们会发出X射线,这被认为是正 : : 在坠入其中的物质发出的)。但我们这里所讲述的黑洞的性质纯属理论, : : 它们基于广义相对论――一个目前尚被证明为正确的理论。
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