是费解,就是与实践相违背。事实上,有些理论的看问题角度,确实很容易误导人得出错误推论。
那么,实际上呢?
光子是一种特殊的存在,它在静止时,质量为0,光子的动能=普郎克常数*光子频率。只要频率无限高,光子的动能就无限大!而黑洞只要是恒星塌缩的产物,其总质量只会比原来更小,不可能无限大,其势能必然有限。
换句话说,只要高频光的动能,能抵消黑洞作用于它的引力势能,那么高频光完全可以突破理论上存在、但实际上并不存在的黑洞视界!
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黑洞的温度如何呢?
太阳的温度,表面是六千度,内核的温度高达摄氏一千五百万度。而这在宇宙中还不算什么。
白矮星是一种很特殊的天体,它的体积小、亮度低,但质量大、密度极高。根据白矮星的半径和质量推测,其表面重力相当于地球表面重力的1000万…10亿倍。在这样的高压下,任何物体都已不复存在。白矮星的产生过程是漫长和复杂的,它是在红巨星的中心形成的。当红巨星的外部区域迅速膨胀时,氦核受反作用力却强烈向内收缩,被压缩的物质不断变热,最终内核温度将超过一亿度。这是太阳的归宿,但它还不是宇宙的最高温度。
据估计,中子星的表面温度就可以达到1000万度,中心还要高数百万倍,譬如说达到60亿度。为什么这么高?因为它的质量大,体积小,密度大,所以内部压力大得惊人。我们地球中心的压力大约是300多万个大气压,即我们平常所说的1标准大气压的300多万倍。脉冲星的中心压力据认为可以达到10000亿亿亿个大气压,比地心压力强30万亿亿倍,比太阳中心强3亿亿倍。中子星是大质量恒星的归宿,但我相信这也不是宇宙最高温度。
质量越大,内部压力越大,内部物质扰动必然越厉害,也就是温度越高!
那么,作为超大质量恒星的最终归宿,黑洞呢?
温度,是人类对空间中物质(能量)运动活跃程度的定义。
目前已知的最重黑洞,质量达到太阳的180亿倍!更因为体积接近无限小,其中心的压力之大,根本难以用人类的语言来形容!
黑洞的质量、密度、内部压力、内部物质扰动必然超过恒星、白矮星、中子星,温度高得难以想像,宇宙中温度越高的物体,发出的辐射就越大,黑洞这样的天体,温度远超过太阳,发出的辐射几乎全是高频光!
在高压的作用下,所有的物质都挤在一起,作用力互斥之强,简直难以想像!然而在巨大的引力下,物质又被不断压缩,来回冲突,物质(能量)运动之激烈远远超过暴虐可以形容的程度。
所谓的大型黑洞外表温度接近绝对零度,只是因为几乎所有的热量辐射又被黑洞吸回内部,人对温度的定义,对黑洞是不太适用的。黑洞的实际温度之高,远非太阳中心温度可比!如果说太阳之火能把任何已知的东西融化或是烧成灰,那么,任何已知的物质接触到黑洞之炎的时候,会在瞬间烧得连灰都剩不下来。
不管多么坚硬的物体,只要接触到黑洞的核心,其物质结构便会瓦解,我们不会看到任何燃烧的迹像,因为黑洞之炎燃烧时放射的电磁波,大部分又被吸扯回黑洞内部,使得黑洞内部的温度更加炽热,只有少数能量极高的高频光才能降低光子频率,舍弃光子的部分动能,抵消掉黑洞的引力势能,逃出生天!即使这样,那逃脱出来的光,其频率之高,也是人类肉眼无法看到的。
如果高频光以降低频率为代价,损失动能抵消黑洞的引力势力,那么某段高频光在逃出来以后,会不会频率刚好达到可见光的频率呢?这是完全有可能的!只不过,这种光占的份额应该极小,在星空的传播中便受到星际尘埃等影响,消散殆尽,我们在地球上只怕无缘观察到。
那么主流科学家的看法呢?科学家们在实践中无奈地接受了黑洞发光的现实:黑洞能发出高频X光,也在不断向外界发散低频的热辐射。
30多年来,霍金和他的追随者们一直认为,部分巨型恒星大爆炸产生了宇宙黑洞,而且,黑洞可以将不慎跌入其中的所有物质吞噬殆尽,就连光和其它宇宙信息也无法逃脱黑洞吞噬的“厄运”。
2000年,有一位印度理论物理学家对霍金的这一开创性理论提出了质疑,他就是设在印度第一大城市孟买的巴巴原子研究中心的物理学家阿布哈斯…米特拉。米特拉认为,宇宙黑洞根本不可能存在。
米特拉的论文发表后,除少数一些学界人士表示赞同外,大多数主流科学家对他的观点表示不屑一顾。米特拉特意邀请包括霍金本人、贾延特…纳里卡尔等在内的著名黑洞理论学家对他的论文发表意见,但没有一人接他的招。
这是很显然的,谁让他在科学界排不上号呢!还算好的了,如果换成我这种普通百姓发现类似的理论,不要说找人接招了,连个发表的地方都没有!
直到2004年7月中下旬,霍金终于发错了自己的错误,他在爱尔兰首都都柏林召开的一次学术会议上自己承认,“从绝对意义上说”,黑洞是根本不存在的。
这样一来,爱因斯坦的空间扭曲论,也就在实践中破产了。空间扭曲论,其典型论据是“光在经过大质量天体时方向发生偏移”,如果这就是空间扭曲,那么,对于不同速度的物体来说,空间的扭曲度必然不同。如果对走直线的光来说,某一区域的空间扭曲了,甚至是全封闭了,那么对地球的人造卫星来说,地球正是个扭曲的全封闭空间。我们没必要为了照顾“光在真空中直线传播”的定义,就硬说扭曲的不是光线,而是空间。这种空间扭曲理论,很麻烦的,这在实践中会导致错误推断,还不如老实承认:空间并没有扭曲,扭曲的是光线,我们在宇宙空间中看到的直线,并不是真正的直线,这是因为我们受到光线的欺骗,产生了错觉。
所以,黑洞确实是个名不符实的存在,但这不影响我们仍然叫它黑洞。就像我们原本定义,恒星=永恒的存在,即使后来发现恒星并不永恒,恒星也仍然被称为恒星。
补:要空间扭曲,就等于说黑洞自成一体,可能会形成空间虫洞,会连通另一个宇宙空间----实际上并不可能,我是这样认为的,后来很多其它科学家也承认了这一点。我个人认为,如果引力大到连中子的结构都承受不了,也并不一定会造成空间塌缩,因为宇宙中还是有比中子更基本的质能结构单位,也许它们之间会存在更强大的斥力,足以维持引力与粒子更斥力的平衡。
光也是一种能量,能量可以看做是物质的特殊表现形式。物质的运动方向,总要受周围能量力场的影响,所以,否认光在真空中沿直线传播并没有什么了不起。我们走路时、坐飞机时,也会觉得自己是在走直线、飞直线,但那也不是真正的直线。耳朵听到的,可能是假象(回声),眼睛看到的,也可能是假象(光线折射、散射,甚至是受到引力场的作用而改变方向)-----爱因斯坦认为,扭曲的是空间,而我认为扭曲的仅仅是光线本身,如此而已。声、光,都是人类观察手段之一,你听到回声时,不会觉得空间是扭曲的,那么,看到非直线的光线,凭什么认定空间就是扭曲的呢)
作者又注:这么说吧,如果理论上,黑洞的引力场,刚好能让秒速30万公里的物体跑不出去,那么,对于频率为一万的光,它就只能让这光的频率降低到9999。它必须让自己的引力场再强一万倍,才能完全制止这光。而星际中,频率过万的光实在也太多了。所以,我们在实践中,确实是可以观察到黑洞的。
正文 从空间到时间
书香屋 更新时间:2011…3…12 20:16:01 本章字数:4750
(很久以前,我以笔名外星酷哥写下的文章,这个时代,地球上能理解时空深意的人恐怕不多吧?一句话:空间是确实存在的,时间只是人类的定义,时间从属于空间)
这句话不说也不行了。那就是许多人其实不懂得时间真正是什么,虽然他们承认爱因斯坦的时空一体论,但实际上他们却把时空当做两个分立的个体,一如左右两个荷包。
首先要端正一个态度时间是什么?我外星酷哥(姚冬)认为,时间是空间的衍生物,时间是人根据空间中物体的变化而定义的。比如我们把太阳东升西落再东升定义为一天,计二十四小时。可是如今的地球自转速度越来越慢。照这样下去,一亿年后,一天二十四小时可就打不住了。那时一小时要怎么算呢?如果还定义为一天有二十四小时,一亿年后的一小时应相当于现在的一个小时还多一点点。那么,你对此现象如何叙述?是说时间变慢了,还是说时间变快了?(这可真得好好争议一下,因为怎么说都能说出道理来)或是直接说:地球的自转变慢了呢?
我想,还是直接说是“地球自转变慢”比较简单好理解些。
这就好比,我们对一千克的定义是“一个大气压下,摄氏四度的一立方米的水的质量”。如果过了一会,温度升高了,一个大气压下一立方分米的水的质量也改变了,不再是一千克。又或者未来有一天,地球上的氧化氢的组合发生了一些变化,有更多重氧加入了水分子的组合,这样,在原先条件下,水的质量就会重得多。那么我们会不会把“一千克”的定义改变,并由假设二推出一个结论…地球上各物体的质量除了水之外,都在减轻之中?我想不会的,因为我们已对此作了定义,规定的标准是某特定状态下的水,其它状态的,不行!
同理,时间也是一样。我们既然已对时间的各个单位都做了定义,那它们也就应当被视为不变量。
当然,爱因斯坦说了,在接近光速时,钟的指针会变慢,那是自然的。很多人可能难以理解,但我一说各位也就明白了:如果任何物体的速度都不可以超过光速,那么当飞船的速度达到光速时,飞船内钟表的指针如果再运动,它可就超光速啦!为了不违反《相对论》,它应该停着不动才对。把指针的动到不动看做一个渐变的过程,那么,运动速度越接近光速,自然指针的速度也就越慢。这个结论是容易得出的。
但由此就要推出一个结论:速度超接近光速,时间就变得越慢,那就大错特错了!
第一,钟表只是我们人类做出来反映时间的东西而已,它本身不能代表时间!不然,我拔拔表上的指针,就可以到几天后看了**彩的中奖号,再拔拔指针回到出发点啊?你也知道我要去买那张中了特奖的**彩?果然是英雄所见略同。但是你觉得这可能么?
第二,如果我家的钟表由于外界因素,每天少走几格,导致和其他人家里的钟表显示不一致。你是说我家的时间变慢了,还是这钟表产生误差,该拿去修了?
第三,在飞船以光速前进时,飞船里的钟表指针就该一定不动么?未必!如果把钟表面向飞船前进方向,这钟表自然无法运动。但如果把钟表侧对飞船运动方向,并把“3”迎向前进方向,且此时指针的时间指向是六点半,那么,指针运动一下是不会触犯相对论地;而且就算指针以光速运动一下也没事,因为此时它的运动方向和飞船运动方向是相反的。但坚持“时钟=时间”论的家伙们可就麻烦了。如果飞船内只有一个时钟还好,如果多了几个,而且方向各异……(当然我这样只是打个比方,实际上要复杂得多,因为不只要考虑钟表的外部结构,还要考虑它们的内部结构)
机械钟、电子表因类型不同,在接近光速时,由于外界因素影响,其产生的误差肯定不同。这又该如何处理?难道说,一个以近光速运动的飞船,其内部时间的流逝速度取决于时钟的类型和摆放方向么?
持“时钟=时间”理论的家伙们,还可能遇上更多的问题。他们如果以98%的光速旅行,就可以只用4年的五分之一的时间,到达离他们四光年远的目的地。结果是他们按他们的理论,来到了一个在时间上超前的世界,那里发生的事情对他们来说,应该是3年多以后发生的。假如那里有人,他们会把宇航员看作来自过去的人,宇航员则认为自己处身于未来世界。
怎么样?头大了吧?
其实以前地球上也发生过类似的事。一批环球旅行的人就在时间问题上,和自己的一国同胞发生过争执。船员们坚持说“今天是13号”,船上的日记不会有错,当地住民却一口咬定“今天是14号”。不过船员们倒没以为自己是从过去到了未来。
这就是因为这些由东向西旅行的船员,他们的行为在某一意义上来说,延长了太阳在空中停留的时间。后来,为了解决此事,我们人类在地球上划了一道国际日期变更线。
但是,当你跨过这条线,你并不会认为你到了过去或�