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首頁(yè) 都市

我的時(shí)空偵探社

我的時(shí)空偵探社

時(shí)間筆客 著

  • 都市

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  • 2019-08-06上架
  • 163588

    連載中(字)
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黑洞科普(二):黑洞的分類

我的時(shí)空偵探社 時(shí)間筆客 1841 2019-08-21 16:53:59

  黑洞的物理性質(zhì):目前人類已知的最簡(jiǎn)單的天體,,三個(gè)物理參數(shù)就可以描述一個(gè)黑洞,即質(zhì)量,,角動(dòng)量,電荷。

  其中,,

  1、質(zhì)量決定黑洞大?。ê诙促|(zhì)量>0),。

  2,、角動(dòng)量是任何旋轉(zhuǎn)物體所具備的物理量,,黑洞的角動(dòng)量>=0,為0時(shí)表示黑洞不旋轉(zhuǎn),。

  3,、黑洞電荷>=0,,表示黑洞不帶電,。

  所以依據(jù)2,、3條將黑洞分為四種,。

  第一種,不帶電不旋轉(zhuǎn)黑洞(也叫史瓦西黑洞),,也就是黑洞的電荷量C=0,,角動(dòng)量L=0。用來描述這種黑洞的只有唯一一個(gè)參數(shù)——質(zhì)量,。當(dāng)物體接近黑洞視界面時(shí),,因?yàn)闀r(shí)間變得緩慢,,物體移動(dòng)的速度也會(huì)變得緩慢,。同時(shí)顏色也會(huì)越變?cè)郊t,,因?yàn)楣獾念l率會(huì)被扭曲的時(shí)空越來越低,。當(dāng)光到達(dá)黑洞視界面上時(shí),頻率會(huì)降到無限低,,這個(gè)位置也叫做“無限紅移面”,。對(duì)于史瓦西黑洞來說,,視界面就是無限紅移面。而隨著物體不斷接近黑洞,,就會(huì)被黑洞的潮汐力拉長(zhǎng)(黑洞質(zhì)量越小,,潮汐力越大,,反之潮汐力越小,。),,當(dāng)拉長(zhǎng)超過臨界值時(shí),,物體就會(huì)被扯碎,。而且來自黑洞之外的一切電磁波星信號(hào)會(huì)逐漸減弱,。至于如果穿越了黑洞視界面,,量子學(xué)家認(rèn)為,,穿過黑洞視界面后,會(huì)被高溫?zé)眠B渣都不剩(我也不知道為什么),。廣義相對(duì)論學(xué)家認(rèn)為,,物體會(huì)朝著黑洞中心的奇點(diǎn)不可逆的飛去,。此時(shí)并不是因?yàn)轱w船無法掉頭往回飛,,而是時(shí)間的箭頭指向了奇點(diǎn)(與空間無關(guān)了),,不論你做什么都會(huì)被帶向奇點(diǎn)(除非能夠逆轉(zhuǎn)時(shí)間,,不過這不現(xiàn)實(shí)。)另一方面,,在飛向奇點(diǎn)時(shí),,不論黑洞的質(zhì)量大小,,靠近奇點(diǎn),,潮汐力都會(huì)越變?cè)酱螅ㄈ绻毕o限變大,物體遲早會(huì)被扯碎成基本粒子),。

  話又說回來,,這些都是猜測(cè),都是宇宙未解之謎,。而且史瓦西黑洞是宇宙中最不可能出現(xiàn)的黑洞,,因?yàn)槌霈F(xiàn)條件極為苛刻(我也不知道什么條件...)。

  第二種,、帶電不旋轉(zhuǎn)黑洞,,C>0,L=0(也被稱為R-N黑洞),。擁有兩個(gè)視界面,,當(dāng)物體進(jìn)入外層視界面后會(huì)進(jìn)入名叫單向膜區(qū)的空間,這個(gè)空間的時(shí)間箭頭指向黑洞的中心奇點(diǎn),,所以是單向的(時(shí)間箭頭指向奇點(diǎn)),。在物體飛向奇點(diǎn)的過程中,會(huì)進(jìn)入第二個(gè)視界面,,也叫做內(nèi)視界面,。內(nèi)視界面中為正常的時(shí)空(是不是可以開點(diǎn)腦洞了?),,而在這里想要靠近奇點(diǎn),會(huì)有排斥力,,你永遠(yuǎn)也過不去,就算是你飛向奇點(diǎn)的動(dòng)力大于排斥力,,也過不去,,因?yàn)闀?huì)進(jìn)入時(shí)間循環(huán),也在物理學(xué)上稱為閉合類時(shí)線(這里解釋一下,,閉合類時(shí)線的意思是表示四維空間沿著時(shí)間方向完成一個(gè)閉環(huán),,形成一個(gè)時(shí)間圈環(huán),。),。想象一下你在這種黑洞的內(nèi)視界面空間中殺死自己,,是不是很可怕,從某種意義上來說,,這也可以被稱為時(shí)間囚籠,,也會(huì)產(chǎn)生祖母駁論,。(這個(gè)東西就和平行世界有關(guān)聯(lián)了,。)

  祖母駁論:假設(shè)你穿越回去,,在你祖母童年時(shí)期殺害,,那么未來的也就不會(huì)有你的出現(xiàn),。既然你沒有出現(xiàn),你又怎么穿越回去殺死自己呢,?跟上面想象自己殺死自己一樣,你回到過去殺死自己,,你沒出現(xiàn),又怎么回去誰(shuí)殺了你自己呢?

  牽扯到平行世界的理論的話,,就能夠面前解釋,,就是你回到的過去并非你所在宇宙時(shí)間線上的過去,而是來到另一個(gè)宇宙時(shí)間線上,,并殺死該平行世界的你,,不過這解釋很勉強(qiáng),。

  第三種,、不帶電旋轉(zhuǎn)黑洞,,C=0,,L>0(也稱為克爾黑洞),。

  第四種,、帶電旋轉(zhuǎn)黑洞,C>0,,L>0(也稱為克爾-紐曼黑洞)??藸柡诙春涂藸?紐曼黑洞相似,,物理參數(shù)上的的區(qū)別就是一個(gè)不帶電旋轉(zhuǎn),,一個(gè)帶電旋轉(zhuǎn),。

  而旋轉(zhuǎn)的黑洞和不旋轉(zhuǎn)黑洞的區(qū)別在于,,旋轉(zhuǎn)的黑洞是扁圓的,不旋轉(zhuǎn)的是正圓的,。這和地球因?yàn)樽赞D(zhuǎn),,赤道比兩極寬一樣。第二就是,,無限紅移面和外視界面分離,。這里無限紅移面在黑洞的兩邊略寬的一塊,,以及內(nèi)部一個(gè)沙漏狀的內(nèi)無限紅移面,內(nèi)部沙漏狀的內(nèi)無限紅移面中是正常時(shí)空,。內(nèi)外兩個(gè)視界面中,有一個(gè)單向膜區(qū)(前面有提到過),,單向膜后有一個(gè)奇環(huán),。在無限紅移面和外視界面之間,有一個(gè)能層,,這個(gè)能層還處在黑洞外部,。這個(gè)能層就非常的神奇,如果一個(gè)整體的物體,,分成兩半,,一半會(huì)掉入黑洞的能層,另一半就會(huì)被踢出黑洞(電影《星際穿越》中逃離黑洞就是這個(gè)原理),。需要注意的一點(diǎn)是,,這里并不是牛頓第三定律中的作用力和反作用力,因?yàn)楦鶕?jù)牛頓第三定律中作用力產(chǎn)生的反作用力是極小的,。而黑洞能層的這個(gè)過程,,最早是被英國(guó)物理學(xué)家彭羅斯算出來的,所以也稱為彭羅斯過程,。在黑洞的能層中,,物體分為兩半,根據(jù)能量守恒定律,,一半帶有負(fù)能量,,另一半的能量就必然會(huì)增加,,所以物體才會(huì)被黑洞能層彈出來,。而那一半掉進(jìn)黑洞的物體,,如果撐過了黑洞潮汐力的拉扯,就會(huì)穿向單向膜,,再進(jìn)入奇環(huán)(注意,,不是來到內(nèi)視界面)。這個(gè)奇環(huán)是正常的時(shí)空,,也是科學(xué)家們猜測(cè)能夠穿越到另外一個(gè)宇宙可能通道之一,。

  我們常說的穿越平行宇宙的時(shí)空隧道,就是這類黑洞衍生而來的,。

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