黑洞是由什么组成的这个问题至今没有答案。
因为黑洞被包裹在事件视界这么一张单向膜内,信息只能通过事件视界进入黑洞而不能反过来从黑洞出来。我们根本无法知道黑洞里到底是个什么情况,自然不可能知道黑洞是由什么组成的。
不过话说回来,黑洞由原子组成的可能性不大,因为致密天体如白矮星是由简并碳氧原子核和自由电子或简并氦原子核和自由电子组成,中子星内部是简并中子流体都不是纯粹的原子,很难想象黑洞这么强引力的存在会是由通常的原子组成。
黑洞到底是个什么东西?有人猜测黑洞是一个洞,有人猜测黑洞是一个球形,从爱因斯坦的广义相对论来说,黑洞是一个球体,但是它的内部是中空的,内部的中空体系到底有多大?取决于它的旋转速度,它的体积有多大。
黑洞也是天体,而且是一种非常特殊的天体,它的物质凝结程度很高,然后它的密度就很高,密度很高,质量很大,就导致它对空间的压迫更大,然后就产生了超强的引力,引力大到那种光都没有办法逃脱的程度,根据物理学的规律的推导,真正被吸引到黑洞内的物体,应该是做一个双曲线运动,从他进入的那个点开始做一个双曲线运动,只能是两者其中之一。根据这个物体的重量以及进入的那个点双曲线的位置是不一样的,但是表现应该是差不多的。
黑洞内部是中空的,有人做出过这样大的猜测,当然也不能算是完全的猜测吧,因为地球的内部也是空的,月球的内部也是空的,几乎所有的天体它真正的核心都有一部分是空的,至于这个空的面积到底有多大,那取决于它的旋转速度,它的旋转速度越大,它这个中空的体积就越大,黑洞产生那么强大的吸引力,虽然他很强大,但是他仍然是有级别的,比如有的黑洞它的体积很大,一个可以顶上5个,但有的黑洞体积很小,他虽然也叫黑洞,但是他的能量没有那么大。
人们现在所推断出来的黑洞的那边到底是什么,都仅仅是根据现在人类对物理学的完善所推断出来的,也推断的,那就证明他不见得是绝对真实的,因为现在的车技还没有任何一个能够进入黑洞之后还和人类的信号保持联系,所以也终究是一个一去不复返的过程,可能未来有一天我们发现更加高等级的探测器能够进行这种简单的探测,我们会了解到黑洞真正的最本质的面目,但现在还不行。
黑洞本身是什么物质形态,恐怕没人能给一个准确的回答,在我们看到的科普文章中,说的都是黑洞是一种密度无限大,体积无限小的奇异天体,事件视界内的所有物质都无法逃脱黑洞的吸引;如果题主非常想知道黑洞是由什么组成的,我可以给你提供一个思路,首先就是认真地思考黑洞的形成原因。
黑洞的成因我相信各位已经耳熟能详了,那我们就直说其中几个关键的部分,当恒星耗尽燃料变成,电子与质子结合成中子时,一颗密实的中子星就形成了,但此时还不够变态,毕竟我们能理解还有中子存在,但是如果这颗恒星的质量非常巨大,就算是密度极大的中子星也无法抵挡中心的巨大引力呢?
那这颗星球就只有一条路可以走,就是继续向中心坍塌,体积继续变小,直到中子也被巨大的引力压碎的时候,一颗黑洞就形成了,而问题就在于,中子被压碎后变成了什么呢?是人类还未发现的粒子吗?我们不得而知,但是你可以从侧面理解,黑洞就是一种由密度比中子星还大的物质组成的。
黑洞本身是能量的凝聚,能量无形,实质就是一种极小的为粒子物质。它们凝聚在一起,从表明上来讲应该是一种固体,但固体物质是进不了黑洞的,进黑洞的都只能是人类视觉观察不到气的基本粒子,极子。其黑色是气之聚。(白色是气之散)。实际上由于它们是极小的微粒聚集在一起形成的虚体,此极小就意味着它又是可以任意松散的无形黑色的存在!这就是气存在的明显特征!
我这样说可能不容易理解,传统文化中,水为气之聚,因此我们就可以把水当作气的概念来理解,水分子可以当作极小的气粒子存在方式来对待,水从外表看来似乎也可以把它视之为固体形态,但是它却是可以是气任意松散分解的一种体现,任何一个物质下去都会被淹没,其存在就等于无形的不存在。是故黑洞的密集的气物质可以把它当作任意自由的形态来看待。即表面应该是固体,但实际则是任意松散弥漫的气体,或虚体!黑色则是混浊“气色”的集中体现,为气之聚特征表象。
大部分研究者认为黑洞是极小的孔,是恒星由于自身重量塌缩后形成的遗骸。但是最近几年来,持不同意见的人提出了新的见解。他们认为黑洞实际上是一种大型天体,由处于某种特殊状态的物质构成,在塌缩过程中,它逐渐凝结而形成了黑洞,这个过程就像水变成冰一样。这一解释为研究量子引力理论提供了新思路,而量子引力理论有可能将爱因斯坦的广义相对论和量子力学统一起来。
教科书中的上,奇点总是被视界面所包围。视界不是物理界面,而是一个概念。奇点标志着一旦靠近就会被黑洞吞噬的点,但从相对论的角度来说,这并没有什么特别的,因为物理学定律到哪儿都是适用的。然而对量子力学而言,视界是很荒谬的,它允许信息从我们的世界中消失,这可是量子力学所不允许的。来自美国劳伦斯利弗莫尔(Lawrence Livermore)国家实验室的物理学家George Chapline说:“你在学校中学到的几乎肯定是错误的,那种经典的黑洞时空观和量子理论是矛盾的。”
新的黑洞理论则完全抛弃了视界的概念。它的基本观点是:当其他所有作用都无法阻止恒星的塌缩时,还存在一种可行的作用力,这其实就是万有引力。对于具有某些特性的物质,万有引力将从吸引力变为排斥力。这样的物质,也被称为"暗能量",它被认为是宇宙膨胀加速的动力。
去年,南卡大学的Pawel OMazur和洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的Emil Mottola提出,在恒星塌缩过程中,物质基团能像冰晶那样发生冻结。他们把这样形成的星体称为"引力星"(gravastar),它看起来就像是油炸冰激凌:寻常物质组成致密的外壳,里面裹着奇异的内核。这里外壳取代了视界的概念。
另一种理论更为激进。它不仅推测暗能量能发生冻结,还认为相对论将彻底失效。这种观点成为量子万有引力理论的一匹黑马,它的支持者认为物理基本定律和凝聚态物质(稠密气体、液体以及介于液体与固体之间物质)的特性之间有相似之处。从很多方面来说,给出声音在运动流体中的传播方程,一直是广义相对论的死结;声波被陷在流体中的现象和黑洞俘获光线很相似,也许时空实际上也是一种流体。
这个理论之所以如此吸引人,在于凝聚态物质的集体特性。单个分子的行为特征无足轻重,整个系统的特性来源于聚集过程。当水凝结成冰时,水分子并未发生变化,但集体特性却改变了,适用于液体的定律也就失效了。在适当条件下,流体可以变成超流体,但在宏观上还遵循量子力学。Chapline和斯坦福大学的Evan Hohlfeld、Robert BLaughlin以及David I Santiago等物理学家都认为,视界处发生类似的过程。在这里相对论方程不再适用,而出现了新的理论。Chapline说:“如果我们将时空看作一种超流体,那么很自然就可以认为,视界处发生了某种物理变化,即经典视界概念由量子相变所取代。”
目前来看,这些观点还只是一些初步的想法,批评者们指出它们还存在许多问题。例如,物质或时空在恒星塌缩时的状态变化过程究竟是怎样的?麻省理工学院的物理学家Scott A Hughes说:"我实在不理解,普通流体构成的大型恒星,遵守很简单的密度一压力关系,怎么会变成‘引力星'这种奇怪的结构。"主流量子引力理论则要完善得多。比如弦理论就能很好的解释有关黑洞的矛盾之处,同时它也没有抛弃视界和相对论。
对天文观测来说,黑洞的这个新理论似乎很难和经典理论的描述区别开,但这也并非不可能。万有引力波能显示出推算出的黑洞周围的时空形状,经典理论中的黑洞是没有表面的简单物体,它只能有两种可能的形状。在进行万有引力波观测的天文台中,如果有一个发现了某种不同的形状,那么现行的物理理论就会被这个黑洞彻底推翻。
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