黑洞是真實(shí)存在的,因?yàn)橐呀?jīng)被各種現(xiàn)象所驗(yàn)證,尤其最近“拍出來”黑洞照片。
這個(gè)黑洞由于質(zhì)量巨大,因此帶動(dòng)空間扭曲旋轉(zhuǎn),有個(gè)巨大吸積盤,而且還會(huì)自旋。目前算出來M87中心的超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的65億倍。吸積盤的不對稱形狀表明黑洞的南邊更接近我們,這也是人類第一次獲得黑洞的自旋信息。本次沒有證實(shí)霍金的霍金輻射。
根據(jù)廣義相對論,空間在引力作用下會(huì)彎曲,因此光的傳播也會(huì)彎曲,這樣引力達(dá)到一定大,光就無法傳播出來了,形成了黑洞。
不過,如果按照空間彎曲的概念,光線再怎么彎曲,也不該彎90度、180度或者360度吧?到底彎了多少度呢?彎曲度是多大?光線最后到底射到哪呢?按照空間彎曲理論一切都是糊里糊涂,無法確認(rèn),是吧?
關(guān)于黑洞悖論
最主要有個(gè)黑洞悖論,假如黑洞是閉環(huán)的彎曲空間,連光都逃不出來,什么都逃不出來,那么黑洞會(huì)吞噬所有遇到的東西,那么隨著時(shí)間的推移,黑洞會(huì)吞噬所有遇到的一切,而因?yàn)?span>時(shí)間是無限的,黑洞遲早會(huì)遇到所有東西,那么現(xiàn)在宇宙中除了各種黑洞應(yīng)該已經(jīng)沒有其他星球,但是現(xiàn)在經(jīng)過了無限的時(shí)間還有那么多各種星球,說明黑洞封閉彎曲空間理論確實(shí)存在悖論呀!
當(dāng)然也有人爭論說時(shí)間不是無限的,因?yàn)橛钪娌?38億年,但是就算本屆宇宙只有138億年,然而本屆宇宙大爆炸之前,根據(jù)物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律,物質(zhì)之前就一直存在,因此與之對應(yīng)的時(shí)間仍然是存在的,因此時(shí)間就是無限的。此外,我們宇宙之外肯定還存在其他無數(shù)宇宙,因?yàn)榭臻g也是無限的。
宇宙大爆炸悖論
除此之外,宇宙大爆炸本身對相對論就是一個(gè)很大否定,因?yàn)榇蟊ㄖ暗挠钪嫫纥c(diǎn),質(zhì)量奇大,比所有已知黑洞合起來還大,在巨大引力作用下,空間是彎曲封閉的,什么都出不去,怎么會(huì)爆炸開來呢?其次,大爆炸以后,觀測到的各個(gè)星體的相對飛行速度遠(yuǎn)大于光速,目前宇宙年齡138.2億,但是觀測到的宇宙直徑已經(jīng)有900億光年之大,那也就是星體相對飛行速度已經(jīng)達(dá)到光速三倍以上,什么樣的力量讓宇宙星體相對飛行這么快呢?很明顯,相對論并不能解釋這些。
總之相對論空間彎曲理論并不能完滿解釋黑洞現(xiàn)象。
新思路
今天換個(gè)思路來探討黑洞的來源,反而能夠圓滿解釋黑洞存在的原因。
大家知道光線從太陽表面飛到地球是八分鐘,但是從太陽內(nèi)部飛到太陽表面卻需要幾百萬年,為什么呢?因?yàn)樘杻?nèi)部密度太大了,光的傳播速度就變得很慢很慢。
光是一種電磁波,在不同介質(zhì)里速度是不一樣的,在真空里最快,在空氣里就慢很多,在水里就更慢,在玻璃里比水里還慢,在玻璃里光速變慢了三分之一之多,就是因?yàn)椴煌浇榈拿芏炔煌瑢?dǎo)致的。同一個(gè)介質(zhì),不同波長的光速還是不一樣呢,這個(gè)就是菱鏡多彩光譜的原理。
光子在太陽內(nèi)部傳播慢,另外一個(gè)說法是因?yàn)槊芏却?,光子不斷撞上各種微粒子比如質(zhì)子、中子、電子等,被吸收又再度發(fā)射,總之也是路途坎坷,經(jīng)過數(shù)百萬年才能從太陽內(nèi)部到達(dá)表面。
由波長的公式λ=v/f,其中v是光在介質(zhì)中的傳播速度,f是的頻率, 而光速v是由介質(zhì)決定的, 在不同的介質(zhì)中光的傳播速度是不同的, 而f則是由振源的振動(dòng)頻率所確定的, 所以, 光的波長和介質(zhì)有關(guān)系。
由v=λ*f,波在傳播過程中,頻率不變。v也就是速度是由介質(zhì)決定。 光的波長和介質(zhì)有關(guān)系為 λ=λo/n。 λo為真空波長,n為折射率。
太陽內(nèi)部介質(zhì)的折射率非常高,因此電磁波波長統(tǒng)統(tǒng)變得很短了,速度也變慢了幾千倍到幾萬倍。
那么比太陽質(zhì)量大幾百倍、幾千倍、甚至幾萬倍的黑洞,內(nèi)部密度大的驚人,折射率也高得驚人,光速就變得更慢了,光速變慢是因?yàn)椴ㄩL變短了,但是頻率不變,光從內(nèi)部需要幾億年甚至幾十億年才能傳到超大星體表面,在這幾億年漫長的傳播的過程中,光子不斷撞擊各種微粒子,能量又被介質(zhì)吸收了,這樣對于外界來說,就是啥也看不見了,黑黑一團(tuán)。類似的現(xiàn)象地球上也有:陽光從太平洋表面射到洋底,中途早就被海水吸收掉了,洋底也是黑黑一片。
就算背后別的恒星的光線經(jīng)過該黑洞,光線速度也會(huì)變得奇慢無比,要幾百萬年甚至幾億年才能傳播過去,在這個(gè)漫長的傳播過程中能量還被黑洞介質(zhì)不斷吸收掉,自然從外界就看起來黑黑的。
關(guān)于星光實(shí)驗(yàn)
100年前也就是1919年的星光實(shí)驗(yàn),通過觀測日全食周圍的星星,發(fā)現(xiàn)星星位置比沒有太陽的時(shí)候發(fā)生了偏移,被認(rèn)為驗(yàn)證了相對論的恒星引力導(dǎo)致光線彎曲理論,但是星光實(shí)驗(yàn)實(shí)際上不用相對論也能解釋:夕陽西下的時(shí)候,太陽明明已經(jīng)落到地平線以下了,可是我們還能看到,為什么?因?yàn)榇髿鈱拥恼凵渥饔?,把陽光彎曲了,所以太陽看起來就比?shí)際位置偏高了。星光實(shí)驗(yàn)道理與夕陽相同,太陽邊上實(shí)際并不是真空,而是太陽風(fēng)等輻射出來的物質(zhì),太陽質(zhì)量越大,周邊空間物質(zhì)的折射率就越高,一樣造成光線折射哦。
所以,所謂的空間彎曲,很可能只是誤解或者錯(cuò)覺而已,最多算一個(gè)表面現(xiàn)象,但是肯定不是原因,就好比自由落體和行星運(yùn)動(dòng)定律都只是現(xiàn)象而已,背后原因其實(shí)是萬有引力和力學(xué)定律。就好比,在以前,人們認(rèn)為力是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因,慣性定律發(fā)現(xiàn)以后才發(fā)現(xiàn)力(阻力)才是減速的真實(shí)原因。在以前人們認(rèn)為有離心力的存在,在萬有引力定律發(fā)現(xiàn)以后,才發(fā)現(xiàn)離心力根本不存在,只是慣性而已。
現(xiàn)在完全不需要空間彎曲的概念,已經(jīng)能夠全面解釋黑洞和恒星折射現(xiàn)象。
而相對論的黑洞理論完全忽視了光作為電磁波在超高密度介質(zhì)里速度變得奇慢的事實(shí),這難道不是巨大疏漏么?
介質(zhì)密度大則電磁波衰減快,在生活中很常見,一堵墻就可以把無線電電磁波隔得差不多,如果是密度更大的鐵板,則電磁波比如Wi-Fi信號可以隔得更徹底,而光也是電磁波的一種,自然也受到類似影響,更何況黑洞的密度遠(yuǎn)大于鉛板。
黑洞密度有多大?
那么黑洞的密度有多大呢?大家知道中子星因?yàn)橘|(zhì)量大,連原子結(jié)構(gòu)都塌陷沒了,只剩下中子,純中子組成了中子星,密度是太陽的幾千倍,但是還不夠形成黑洞。黑洞需要好幾個(gè)中子星的體量才能形成,質(zhì)量之大,連中子都塌陷沒了,可能是夸克組成了,這種密度是鉛板的幾億倍都不止,也就是折射率可能是鉛板的幾億倍,所以電磁波的速度可能降低到每秒一厘米甚至每秒一毫米不到。
黑洞未來是什么?
根據(jù)本文理論,還可以有個(gè)推論,就是黑洞的未來是什么?
黑洞的未來,根據(jù)相對論是沒有未來的,因?yàn)榭臻g都彎曲了,像個(gè)封閉的迷宮,光線都逃逸不出來,其他物質(zhì)更是逃逸不出來,因此沒有什么未來。
而實(shí)際上,黑洞只是物質(zhì)密度太大,光傳播速度慢、周期長,因此把光都吸收了。根據(jù)能量不滅原理,這些光能都被黑洞存儲起來了,等到積蓄到一定程度,也許是幾千億年的積蓄,就會(huì)大爆發(fā),偶然一個(gè)局部的爆發(fā)就會(huì)觸發(fā)整體的大爆炸,這個(gè)大爆發(fā)也許就是新一輪宇宙大爆炸,也可能只是超新星爆發(fā),取決于黑洞的規(guī)模。重元素(如果還有的話)和密集的微粒子在超大高爆炸能量的作用下重新裂變?yōu)檩p元素,然后產(chǎn)生新的銀河系和新的恒星,新的宇宙因此誕生。其中一部分重元素來不及裂變就被拋射出來,就構(gòu)成了后來的行星來源。
然后新宇宙里的恒星重新開始聚變,最后經(jīng)過上百億年,能量耗光,再次有可能出現(xiàn)黑洞,如此周而復(fù)始,循環(huán)無窮。
以上理論更接近于現(xiàn)實(shí),而不是黑洞彎曲了空間因此吞噬一切不再釋放。
關(guān)于霍金輻射
霍金輻射說黑洞視界外的空間偶爾會(huì)產(chǎn)生正反粒子,當(dāng)反粒子飛入黑洞而正粒子飛離黑洞的時(shí)候,就相當(dāng)于黑洞質(zhì)量減少了,這個(gè)現(xiàn)象叫霍金輻射。我認(rèn)為這個(gè)只是正常宇宙現(xiàn)象,并不能讓黑洞質(zhì)量減少,因?yàn)槭紫扔钪嬷须S機(jī)產(chǎn)生的正反粒子,飛行方向是隨機(jī)的,反粒子飛向黑洞的概率和正粒子飛向黑洞的概率是一樣大的,而正粒子飛向黑洞會(huì)導(dǎo)致黑洞質(zhì)量變大,兩者抵消,統(tǒng)計(jì)上對黑洞質(zhì)量沒有影響;其次宇宙隨機(jī)產(chǎn)生正反粒子的概率太低了,對黑洞這樣體量的星體,比海水蒸發(fā)對太平洋的影響還要小很多很多倍,完全可以忽略不計(jì)。這也是為什么霍金輻射迄今為止沒有任何驗(yàn)證的原因。
宇宙大爆炸的前身是如何產(chǎn)生的?
黑洞只要在正常宇宙中飛行,必然要吸收大量的物質(zhì),質(zhì)量的增加遠(yuǎn)大于偶爾的反物質(zhì)湮滅,因此質(zhì)量只會(huì)越來越大。
根據(jù)引力場方程的史瓦西解,黑洞的史瓦西半徑或者說視界半徑的計(jì)算公式如下:
其中,G和c都是常數(shù),前者是萬有引力常數(shù),后者是光速。因此,黑洞的視界半徑r只與質(zhì)量M有關(guān),兩者為正比例關(guān)系,質(zhì)量越大的黑洞,其視界也越大。
因此隨著時(shí)間推移,相對應(yīng)的黑洞視界也越來越大,黑洞所占空間越大,吞噬也越來越快,終于有一天,最后的黑洞視界大到以至于覆蓋整個(gè)宇宙(當(dāng)然宇宙有好多個(gè)),最終形成宇宙奇點(diǎn),也就是宇宙大爆炸的前身。
總結(jié)一下,新理論認(rèn)為引力對光沒有作用,也不造成空間彎曲,但是巨大的引力卻對黑洞介質(zhì)產(chǎn)生了影響,黑洞介質(zhì)密度非常巨大,介質(zhì)折射率非常巨大,導(dǎo)致電磁波波長變短,速度變超級慢了,電磁波的傳遞速度甚至可能降低到和蝸牛走路速度差不多,因此“蝸牛”速度的光要傳遞幾億年才能穿過黑洞,途中能量早被高密度的介質(zhì)比如夸克所吸收了。
根據(jù)這個(gè)理論,黑洞由于不是封閉的彎曲空間,因此吸收到足夠能量后,就會(huì)發(fā)生大爆炸,產(chǎn)生新的恒星、行星,而不是如相對論所預(yù)言的永久存在。同理宇宙大爆炸也是可行的,因?yàn)橛钪嫫纥c(diǎn)并沒有彎曲的空間,只要能量吸收足夠大,超過大爆炸臨界點(diǎn),就能發(fā)生宇宙大爆炸。
宇宙大爆炸臨界點(diǎn)
那么宇宙大爆炸的臨界點(diǎn)多大呢?是不是要等黑洞吃掉了整個(gè)宇宙之后才發(fā)生大爆炸呢?
宇宙大爆炸臨界點(diǎn)就是當(dāng)黑洞或者說宇宙奇點(diǎn)吸收的總能量達(dá)到或大于大爆炸所需要的能量閾值,就必然發(fā)生大爆炸。能夠克服黑洞引力的永遠(yuǎn)只有能量。
這個(gè)閾值是多大呢?我提出一個(gè)公式,就是:
Ethreshold = bMC^2
E代表能量,threshold是閾值,M是黑洞質(zhì)量,C是真空中光速,b就是黑洞大爆炸常數(shù)。可見大爆炸閾值與黑洞質(zhì)量成正比。
黑洞與黑洞合并,不會(huì)發(fā)生爆炸,因?yàn)榭傎|(zhì)量變大了,閾值變大了。黑洞吃掉中子星,也不會(huì)爆炸,因?yàn)橹凶有窃黾恿撕诙促|(zhì)量導(dǎo)致閾值變大了但是帶來的能量太少。黑洞吃掉恒星也很難爆炸,因?yàn)楹阈堑捏w量與黑洞比起來太小了,恒星增加的能量太小通常無法達(dá)到閾值。結(jié)果就是黑洞不斷吞噬但是卻無法達(dá)到爆炸閾值。
但是如果黑洞長時(shí)間吃不到東西,比如已經(jīng)吃掉了整個(gè)宇宙,沒有東西可以再吃了,那么質(zhì)量無法增加,閾值保持不變,這時(shí)候黑洞只要長時(shí)間吸收宇宙背景中的電磁波和高能粒子,就會(huì)能量不斷增加,最終總歸會(huì)達(dá)到大爆炸所需要的能量值,就必然發(fā)生宇宙大爆炸。這也是為什么大爆炸會(huì)發(fā)生于黑洞吃掉了整個(gè)宇宙之后,而且其必然會(huì)發(fā)生的原因!
除了以上情況,如果一個(gè)小的黑洞遇到一個(gè)巨大的反物質(zhì)星球,黑洞吞噬反物質(zhì)后質(zhì)量變小,爆炸閾值會(huì)變小,同時(shí)反物質(zhì)湮滅釋放出來巨大能量,這時(shí)候有可能達(dá)到爆炸閾值,就會(huì)發(fā)生小黑洞爆炸事件,規(guī)模遠(yuǎn)超所有超新星爆炸,相當(dāng)于一個(gè)縮小版宇宙大爆炸。這個(gè)現(xiàn)象值得好好觀測,因?yàn)榉次镔|(zhì)星球也是存在的。只要黑洞爆炸事件被觀測到了,就能驗(yàn)證本理論。