黑洞里面会是什么样的?充满生机还是一片死寂?

科技网编2023-03-10 10:422500

1900年,普朗克为了消除连续的能量会产生紫外灾变,他在其新建立的黑体辐射公式中,提出了一个量纲为粒子角动量的物理常数h,该常数的具体数值为6.623x10-27尔格秒。

由此,使能量变得不再连续,从而化解了能量的紫外灾变。因为,能量是关于粒子运动能力的度量,存在着最小粒子,则能量就具有了最小的单元。为了强调最小粒子的不可再分割,我们就将宇宙中的这一最小粒子命名为量子。

稍后,卢瑟福做了一个非常重要的实验,该实验改变了人们对物质的认识。在此之前,物质是实体的代名词。其具体的模型是面包?加葡萄干,即质子和电子的体积形成了原子的体积。

然而,当卢瑟福用细小的粒子轰击原子时,却意外地发现,只有极小比例的粒子被原子反射了回来。这说明作为物质基石的原子,其内部绝大部分的空间都是空的,原子现有的体积仅只是由电子高速运动所形成的封闭体系。

于是,人类的世界观,由原来的实体物质和虚无的空间,转变为由运动所形成的封闭体系和充满着离散量子的空间,即物质不实和空间不空。我们的宇宙,是由离散的量子与封闭的物体共同构成的。

于是,在天空中漂浮的所有星辰,在本质上都是由运动的粒子所形成的封闭体系。只是构成封闭体系的粒子不同,封闭体系内部的粒子密度及其温度也不同,从而形成了各种不同的天体。

最常见的天体是由氢原子构成的普通恒星,这些恒星的内部受到了巨大的压力,具有较大的密度和较高的温度,从而产生了氢原子的聚变反应。

由此产生的能量,一方面可以向外界辐射️,使恒星成为发光物体;另一方面该恒星依靠着聚变获得的巨大能量维持着其内部的平衡,以避免因引力的作用而进一步的收缩。

如果恒星内部的氢原子都聚合为较大的元素,因而不再发生聚变反应时,则其内部就会因无法抵抗引力而进一步的收缩,形成更为致密的天体。该天体就是白矮星,是靠电子的简并压即电子的高速运动来维持其内部的平衡。

如果白矮星的能量进一步地释放,使电子与质子被压缩成中子,则该天体的体积会进一步地缩小,其内部靠中子的运动来平衡强大的引力。这就是中子星。

如果中子星的能量进一步地被消耗,中子的运动变慢,使得它们彼此更加靠近,从而产生了更大的引力。如此恶性循环,终于将作为封闭体系的中子压碎,使之还原为离散的高能量子。

此时,该天体的体积变得更加微小,仅只是靠量子的简并压来维持。这实际上是一个由物质转变为能量的过程。此时的天体已经成为一个巨大的基本粒子,即也是一个由高能量子组成的封闭体系,只是该封闭体系内部的量子数目非常庞大。

由于密度极大,即便是量子(光子)也无法逃脱,被封闭在该天体内,因而我们就形象地称之为黑洞。

所以,黑洞是由无数个高能量子构成的。如此高的能量以及非常单一的状态,都使得黑洞内部成为热寂,除了量子的高速运动,再没有其他的东西了。

由于黑洞会不断地吸收外部的物质及能量,因而会进一步地收缩,使量子的间距不断地减小。当量子的间距收缩至零时,黑洞就再也无法收缩了(因为量子的半径大于零所以此时黑洞的体积并不断为零)。

然而,黑洞并没有停止吸收外界的物质和能量。于是,黑洞内部的温度会越来越高,而引力却由于量子间距的为零失去了空间效应也趋近于零。于是,黑洞会因为其贪婪,形成了反转,以超新星的形式对外爆发,从而结束了该天体的一生。

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