我们所存在的这个宇宙,本身就可能是一个巨大黑洞的内部!(上)


当然,这个想法并不是瀚海狼山的异想天开,这个理论在天文界早就有。我们生存的宇宙本身是黑洞的理论,是和大爆炸这种宇宙主流理论一样级别的宇宙模型之一。狼山就谈谈关于宇宙黑洞论的个人看法。
这个理论并不是凭空设想。我们先来了解两个基本的科学概念。人类认识世界的本源,在现代往往是先有理论而后有真实的成果,大到原子弹小到计算机,都是在理论上率先突破后才再造出实物,这就是人类和其他生物的不同之处,也是可怕之处。因为原子弹和计算机以及近代100年以来的很多重大发明而产生的产品,让地球再自然进化1亿年也未必能出现,但是在出现了具备高度智能和能动化的人类后却不一样了。这就是人类可以总结知识产生理论的强大威力。人类认识宇宙的本源现在有两个重要理论:一个是史瓦西半径,一个是哈勃半径。
1,史瓦西半径是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。在物理学和天文学中,尤其在万有引力理论、广义相对论中它是一个非常重要的概念。1916年德国物理学家卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在。他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。太阳的史瓦西半径约为3千米,地球的史瓦西半径只有约9毫米,只相当于一个玻璃珠。
物体的实际半径小于其史瓦西半径的物体被称为黑洞。在不自转的黑洞上,史瓦西半径所形成的球面组成一个视界。光和粒子均无法逃离这个球面。银河中心的超大质量黑洞的史瓦西半径约为780万千米。史瓦西半径不是黑洞实体半径。黑洞的真实半径不能直接用肉眼看到,肉眼可看到的是史瓦西半径。

实际上不只是天体这种的大重量的物体有史瓦西半径,小到一个人体,甚至一个原子都有自己的史瓦西半径。人体如果无限变小,你也能变成一个可吸收掉宇宙万物的小黑洞,不过这很难。在高能粒子对撞机中,理论上就会偶然性的产生一些微观粒子达到史瓦西半径的极限,只不过他们存在的时间太短,只有亿亿分一秒,这种危险的黑洞粒子还没来得及吞噬周围的物质,自己就先湮灭了。
既然人人都有史瓦西半径,为何黑洞并不常见呢,这是因为粒子之间都有排斥力,这种力可以让正常状态下的粒子保持安全距离,不至于因为聚集的太密集,造成重力塌陷而低于史瓦西半径。但是一旦一大团粒子聚集在一起,当他们的聚变反应烧掉大部分质量较轻的元素,出现大量的铁元素后,这种聚变不但不再能产生能量,反倒要吸收能量。这样一个聚集了大量超铁元素,也就是比铁原子还重的重元素的恒星,将开始因为粒子相互排除力的不足而开始塌陷。如果质量不足太阳的三倍半左右,这种塌陷就是相对安全的,只会变成白矮星,最多变成可见的密度极大的中子星。但是一旦老恒星超过太阳质量的三倍半,这种重力塌陷将无法停止,会在百万分之一秒内塌陷成一个无法挽回的黑洞。太阳本身质量不够,因此不必担心他成为黑洞的那一天。
2,哈勃半径。哈勃半径指宇宙大爆炸产生的光至今传播的距离,大致为150到200亿光年。地球并非位于宇宙边缘,因此用望远镜观测到的最远距离无法超过这个数值。实际上哈勃半径,可以理解成人类目前可以通过可见光和无线电观测的宇宙的最大范围。
那么这两个关键的半径参数和我们生存的宇宙本身就是一个超级黑洞有什么关系呢?事情就这么巧合,因为通过理论计算的目前人类可观察的宇宙范围的物质,包括暗物质的总质量的史瓦西半径,居然和人类可观察的宇宙的哈勃半径是基本一致的!这是可观测宇宙本身就是一个黑洞的内部的直接有力证据!
其实要理解这句话也要做一番解释。这么说把,黑洞目前被认为不止一种,现在认为黑洞有至少三种:

一种自然是大质量恒星衰老后重力塌陷而成的黑洞,狼山叫他们自我奋斗型黑洞,也就是靠自己的努力和吨位发展成的黑洞。这种黑洞的质量一般小于太阳质量的10倍,因为成为黑洞需要至少3.5倍太阳质量。黑洞形成后,他又吸收了周围星体或星云的质量而变的更大了一些;然后因为周边就没啥东西了,他的质量就很难再扩大,也就是一个普通的黑洞,就像我们的太阳再大3.5倍,最终形成黑洞后,吞噬了8大行星,然后他想再吞噬周围恒星但是距离太远,也只能常年饿着了。
第二种黑洞叫中等质量黑洞,一般质量是太阳的十倍到百倍之间,这种黑洞的形成原因不明,一般认为要么是一个星团集体衰老后塌陷,要么是超级大的恒星质量塌陷,否则不会质量这么大。
第三种是大型黑洞甚至包括超大黑洞,这种黑洞的质量大到惊人,有至少几百万个太阳的质量。因此引力强大。天文学认为,每个星系的核心,都有这样一个甚至是2个大黑洞作为引力中心,否则星系很难聚集在一起。
还有更大的黑洞,可能有几十个星系的总质量。大型黑洞和超大黑洞,都不可能是单个恒星塌陷后,再不断吞噬周边物质而形成,因为他们的质量实在是太大了,就算天天吃恒星大餐,也不可能在宇宙形成后的所谓160亿年中发展到如此大的质量,他们可能在大爆炸发生后几秒就已经是黑洞了。大质量黑洞都可算是天生黑洞,狼山叫他们富二代型黑洞。
要理解宇宙本身就是黑洞内部的理论,就要先知道黑洞确实有超级大个的。黑洞的变大其实现在看不到上限。也就是黑洞可以不断的增加质量而又不断的变大,理论上可以直到和宇宙本身一样大。
而且在超级大个的黑洞内部,物质的密度并非一直都超级密集。总质量越小的黑洞,内部的密度越大,但是质量越大的黑洞,内部密度反倒是不断下降。

比如前面说了,把地球压缩成黑洞,相当于把地球的所有物质塞进一个不到1.8厘米的玻璃球。而把太阳压缩成黑洞,相当于把太阳的物质塞进一个6公里直径的球。那么如果一个黑洞的史瓦西半径是地球环绕太阳轨道的这个球体,也就是3亿公里直径的一个大球,这个黑洞内部的平均密度是多大呢?其实已经比水的密度还小。换句话说,如果太阳和地球之间的空间全部充满水,他就是一个大黑洞。
若一个黑洞的史瓦西半径是海王星的轨道球面,那么这个黑洞内部的平均密度已经比氢气还稀薄。若一个黑洞的史瓦西半径是银河系的半径,这么这个黑洞的平均密度比我们用机械人工抽出的所谓真空还稀薄。因为人工抽气一定有抽不干净的少量空气分子。
若理解了上述说法,就明白了为何现在人类可以观察的全部宇宙的半径,恰恰等于与人类已经知道的宇宙总物质的史瓦西半径,这本身就暗示我们就在一个超级大黑洞的内部。
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