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黑洞的体积是无限小还是有半径的?优质

592次浏览| 2022-06-28 13:18:25 更新
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黑洞这个天体确实有很多有趣的性质……黑洞是由足够大质量的恒星在燃料耗尽后即使是中子间的互斥力也不足以支撑强大的引力,导致星体密度变得更高最终坍塌而成,其引力很强就连光也无法从中逃逸。我对问题的结论:关于视界中的核心,因为光也无法从视界中逃逸所以我们没有能力观察它,我们也不知道是否存在一种粒子的斥力比中子还强能使天体维持一定体积。如果没有的话核心会一直坍塌成一个体积无穷小密度无穷大的奇点,物理定律在奇点上将失效,这样这个天体就没有体积。另外我们常说的黑洞半径确实是指史瓦西半径,因为对史瓦西半径外的观察者而言能看到的就是史瓦西半径外的事件,史瓦西半径内“一片黑”,我们无法观察,对外面来说这个半径以内就是“黑洞”了。但对于一个在史瓦西半径内的观察者而言,在他被引力撕碎之前,他是可以看到视界内部的事件的。换句话说,这是因为史瓦西半径是与其质量成正比,而密度则是与体积成反比。由于球体(如非旋转黑洞的视界)的体积是与半径的立方成正比,而质量差不多以直线增长,体积的增长率则会更大。故此,密度会随黑洞半径的增长而减少。在视界附近的潮汐力会明显的较弱。由于中央引力奇点距离视界很远,若假想一个太空人向黑洞的中央移动时,他不会感受到明显的潮汐力,直至他到达黑洞的深处。

首先,黑洞是天文学上已经观测到的实际存在的天体。黑洞其实是有几个不同的定义,比如数学黑洞和物理黑洞。数学黑洞指的是根据广义相对论推导出的一个解定义的天体,这个天体的质量完全集中在奇点。物理黑洞指的是一个天体的质量和电荷都在事件视界之内。现在通过天文学观测,已经确认了物理黑洞的存在。但是,因为事件视界的存在,我们是无法分辨观测到的物理黑洞是否是数学黑洞。所以,如果问的体积是只事件视界的话,那么答案是有半径的。而如果问的是,黑洞内部的质量是否都集中在一个无限小的奇点的话,答案是:对于外部观测者,因为物理黑洞形成过程中,坍缩是一个过程,当所有物质刚刚坍缩到事件视界内部时,视界内部的物质并没有都坍缩到奇点,而由于黑洞的引力效应,对于外部观测者这些物质永远不会坍缩到奇点,换句话说是有半径的。对于内部观测者,黑洞的质量会在有限时间内坍缩到奇点,所以在那之前有半径,在那之后无半径。我们很显然都是外部观测者。

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经过科学家们多方面的研究和计算,以及我自身对其的了解我认为黑洞的内核是有半径的,并且内核的密度也是不一样的,而且黑洞内核根据其压缩程度也分很多种,就像是地球是原子级别,中子星是中子级别一样。黑洞的引力大小和其内核密度有关,内核体积越小,质量越大,压缩的层级越高,黑洞的引力就越大。黑洞的内核有些比月球还要大。奇点只是一个理想状态或者说是极限状态下的物理模型,现实中的黑洞是有内核而且这个内核的半径也比想象中的要大。

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