宇宙的黑洞里面是什么(请问宇宙中的最大单体黑洞到底有多大)

黑洞里面是什么样子的?

1. 黑洞的内部究竟是什么样子呢?这个问题恐怕就连学识最渊博的科学家也无法回答。

目前最普遍的观点认为,黑洞内部存在时空隧道,尽头就是白洞。作为最特殊的天体之一,它们的存在本身就是很难解释的现象,所以有关白洞等言论,同样很难找到准确的依据。

与此同时,也有科学家认为黑洞内部是奇点,后者的质量无限大、体积无限小,是宇宙诞生的关键,也许就是黑洞吞噬大量能量后压缩而成。在这一观点的支持者中,不乏诺贝尔奖得主这样的“大人物”。

据悉,2020年诺贝尔奖得主彭罗斯曾经认为,宇宙很有可能禁止人类看到任何黑洞中存在的奇点。这听起来很像一个悖论,但是同样具有理论依据。

人类无法窥探黑洞内部。

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2.个人感觉黑洞就是一扇门,一扇通往另一个世界的大门。我们这个世界有日月星辰,有星系星团,那个世界也相应的有日月星辰,有星系星团。只是从现在掌握的情况看,接近黑洞的任何物体都被他无情的吞噬,同时又有物质被他甩出。

我怀疑通过这扇门的物质都会被他无情的粉碎成,分子原子的状态。

3.黑洞有很多种。有些已在一定程度上被观测证实,甚至还拍了照片,而有些还只停留在理论上。

对于理论上的黑洞,物理学家依然十分感兴趣,因为它们的数学结构反映了物理学中合乎逻辑的可能,它们身上的一些特点也有可能出现在现实黑洞身上。

所谓的带电黑洞(electrically charged black hole)就是这样一种理论模型。它们和现实中的自旋黑洞在数学结构上有很多相似之处。

带电黑洞理论认为,它们的表面覆盖着一层量子场的“迷雾(haze)”。这层“迷雾”在引力的作用下与黑洞表面(视界)交织在一起,同时又被黑洞的电斥力向外推。近日arXiv.org上的一篇论文还认为,这层“迷雾”具有超导特性,可将其视为一种全息的超导体(holographic superconductor)。

带电黑洞的视界内部,有一个所谓的内视界(inner horizon),是一个充斥着强量子能的区域。而内视界里面是一个虫洞,理论上可以将宇宙中相隔遥远的两个区域连接起来。

带电黑洞的视界和内视界在一定条件下是可穿越的。但在这种条件下,黑洞内部的虫洞会瓦解。

由于这类黑洞表面的超导特性,我们在穿越其视界和内视界时,会经历空间的往复振荡,亦即所谓的“约瑟夫森振荡(Josephson Oscillations)”。而由于虫洞已瓦解,当我们靠近黑洞中心时,还能看到一种难以描述的奇异景象。

在那里,空间会在不同的方向上以不同的速度拉伸和畸变。这种畸变会在越来越小的尺度上一次又一次地被触发,无限循环,形成一个令人眼花缭乱的分形宇宙(fractal universe)。

这个分形宇宙的中心就是奇点,一个密度无限大的点,集中了黑洞从外部世界攫取的所有质量。

奇点是已知物理学的终结者,一切定律和法则,在它那里都是无效的,因此也是不可描述的,就连它在现实世界中的投影是否有体积都是个谜。

作为天体物理学中的一座圣杯,黑洞让无数天才科学家为之折腰。黑洞的内部结构究竟为何我们无从知晓,但是借助数学,我们却能窥知一二。

参考

黑洞有多大?

1.说到黑洞,我们都会想到那是一种神奇的天体,其引力大到连光都无法逃脱,因此其本身是不可见的,我们判断黑洞的大小,只能通过它的质量判断它的视界体积有多大,那么黑洞一般有多大呢?这可是一个不好解答的问题。

宇宙的黑洞里面是什么(请问宇宙中的最大单体黑洞到底有多大)

理论上认为黑洞几乎可以有任何体积大小,物理学家们甚至认为欧洲电子对撞机有可能撞出基本粒子大小的黑洞,这样的黑洞比电子还小,会通过霍金辐射在一瞬间消失。但是宇宙中也有着无比巨大的黑洞,天文学家们至今不知道黑洞的质量上限有多大。

11月28日,国际科学期刊《自然》发布了我国科学院(中科院)国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的一项重大发现,我国天文学家利用郭守敬望远镜(LAMOST)发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞——LB-1(编号),高达太阳质量的70倍,是迄今为止科学家们发现的最大的恒星级黑洞,堪称恒星级黑洞中的“小霸王”。

郭守敬天文望远镜↑

从2016年秋季开始,我国天文学家们通过郭守敬望远镜在一个X射线辐射宁静的双星系统(LB-1)中,发现一颗8倍太阳质量的蓝色恒星,围绕一个“看不见的天体”做着周期性运动,理论上讲这颗“看不见的天体”应该就是黑洞,其独特的光谱性质也预示着它是这种天体,之后研究人员们通过西班牙10.4米口径加纳利大望远镜和美国10米口径凯克望远镜,进一步确认了LB-1的光谱特性,并且从它的蓝色伴星的相互运动轨迹中计算出该黑洞的质量大约是太阳的70倍。

LB-1的艺术想象图(喻京川绘)↑

恒星级黑洞都是由大质量恒星主序星阶段到晚期后发生内部坍缩而成的,有的还会发生超星星爆发,这样的黑洞质量都不大,一般都在太阳的100倍质量以下,但是这样的黑洞也可以通过合并或者吸收其他恒星等星体物质,形成质量更大的中等质量的黑洞,但这类黑洞的质量通常也在太阳的万倍以下。

更大质量的黑洞是星系级黑洞,这类黑洞的大小目前还不知道上限,已知最大的黑洞是Ton618,质量高达太阳的660亿倍,该黑洞的体积也十分巨大,视界直径达2800多亿公里,比我们的太阳系直径还大很多。

星系级黑洞通常都形成于宇宙之初,当时的宇宙物质单位体积内非常富足,密度很高,在一些密度极高的区域中,直接就坍缩成了黑洞,这类黑洞的年龄几乎和宇宙一样长。

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