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大部分研究者認(rèn)為黑洞是極小的孔,是恒星由于自身重量塌縮后形成的遺骸。但是最近幾年來(lái),持不同意見(jiàn)的人提出了新的見(jiàn)解。他們認(rèn)為黑洞實(shí)際上是一種大型天體,由處于某種特殊狀態(tài)的物質(zhì)構(gòu)成,在塌縮過(guò)程中,它逐漸凝結(jié)而形成了黑洞,這個(gè)過(guò)程就像水變成冰一樣。這一解釋為研究量子引力理論提供了新思路,而量子引力理論有可能將愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論和量子力學(xué)統(tǒng)一起來(lái)。 教科書(shū)中的圖片上,奇點(diǎn)總是被視界面所包圍。視界不是物理界面,而是一個(gè)概念。奇點(diǎn)標(biāo)志著一旦靠近就會(huì)被黑洞吞噬的點(diǎn),但從相對(duì)論的角度來(lái)說(shuō),這并沒(méi)有什么特別的,因?yàn)槲锢韺W(xué)定律到哪兒都是適用的。然而對(duì)量子力學(xué)而言,視界是很荒謬的,它允許信息從我們的世界中消失,這可是量子力學(xué)所不允許的。來(lái)自美國(guó)勞倫斯?利弗莫爾(Lawrence Livermore)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家George Chapline說(shuō):“你在學(xué)校中學(xué)到的幾乎肯定是錯(cuò)誤的,那種經(jīng)典的黑洞時(shí)空觀和量子理論是矛盾的。” 新的黑洞理論則完全拋棄了視界的概念。它的基本觀點(diǎn)是:當(dāng)其他所有作用都無(wú)法阻止恒星的塌縮時(shí),還存在一種可行的作用力,這其實(shí)就是萬(wàn)有引力。對(duì)于具有某些特性的物質(zhì),萬(wàn)有引力將從吸引力變?yōu)榕懦饬Α_@樣的物質(zhì),也被稱為"暗能量",它被認(rèn)為是宇宙膨脹加速的動(dòng)力。 去年,南卡大學(xué)的Pawel O。Mazur和洛斯?阿拉莫斯(Los Alamos)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Emil Mottola提出,在恒星塌縮過(guò)程中,物質(zhì)基團(tuán)能像冰晶那樣發(fā)生凍結(jié)。他們把這樣形成的星體稱為"引力星"(gravastar),它看起來(lái)就像是油炸冰激凌:尋常物質(zhì)組成致密的外殼,里面裹著奇異的內(nèi)核。這里外殼取代了視界的概念。 另一種理論更為激進(jìn)。它不僅推測(cè)暗能量能發(fā)生凍結(jié),還認(rèn)為相對(duì)論將徹底失效。這種觀點(diǎn)成為量子萬(wàn)有引力理論的一匹黑馬,它的支持者認(rèn)為物理基本定律和凝聚態(tài)物質(zhì)(稠密氣體、液體以及介于液體與固體之間物質(zhì))的特性之間有相似之處。從很多方面來(lái)說(shuō),給出聲音在運(yùn)動(dòng)流體中的傳播方程,一直是廣義相對(duì)論的死結(jié);聲波被陷在流體中的現(xiàn)象和黑洞俘獲光線很相似,也許時(shí)空實(shí)際上也是一種流體。 這個(gè)理論之所以如此吸引人,在于凝聚態(tài)物質(zhì)的集體特性。單個(gè)分子的行為特征無(wú)足輕重,整個(gè)系統(tǒng)的特性來(lái)源于聚集過(guò)程。當(dāng)水凝結(jié)成冰時(shí),水分子并未發(fā)生變化,但集體特性卻改變了,適用于液體的定律也就失效了。在適當(dāng)條件下,流體可以變成超流體,但在宏觀上還遵循量子力學(xué)。Chapline和斯坦福大學(xué)的Evan Hohlfeld、Robert B。Laughlin以及David I。 Santiago等物理學(xué)家都認(rèn)為,視界處發(fā)生類(lèi)似的過(guò)程。在這里相對(duì)論方程不再適用,而出現(xiàn)了新的理論。Chapline說(shuō):“如果我們將時(shí)空看作一種超流體,那么很自然就可以認(rèn)為,視界處發(fā)生了某種物理變化,即經(jīng)典視界概念由量子相變所取代。” 目前來(lái)看,這些觀點(diǎn)還只是一些初步的想法,批評(píng)者們指出它們還存在許多問(wèn)題。例如,物質(zhì)或時(shí)空在恒星塌縮時(shí)的狀態(tài)變化過(guò)程究竟是怎樣的?麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家Scott A。 Hughes說(shuō):"我實(shí)在不理解,普通流體構(gòu)成的大型恒星,遵守很簡(jiǎn)單的密度一壓力關(guān)系,怎么會(huì)變成‘引力星'這種奇怪的結(jié)構(gòu)。"主流量子引力理論則要完善得多。比如弦理論就能很好的解釋有關(guān)黑洞的矛盾之處,同時(shí)它也沒(méi)有拋棄視界和相對(duì)論。 對(duì)天文觀測(cè)來(lái)說(shuō),黑洞的這個(gè)新理論似乎很難和經(jīng)典理論的描述區(qū)別開(kāi),但這也并非不可能。萬(wàn)有引力波能顯示出推算出的黑洞周?chē)臅r(shí)空形狀,經(jīng)典理論中的黑洞是沒(méi)有表面的簡(jiǎn)單物體,它只能有兩種可能的形狀。在進(jìn)行萬(wàn)有引力波觀測(cè)的天文臺(tái)中,如果有一個(gè)發(fā)現(xiàn)了某種不同的形狀,那么現(xiàn)行的物理理論就會(huì)被這個(gè)黑洞徹底推翻。 。
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具體還有待研究!!
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恒星
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建議你去買(mǎi)一本初級(jí)的科普讀物看一下,推薦一本書(shū)給你法國(guó)學(xué)者約翰-皮爾.盧米涅《黑洞》盧炬甫翻譯。西單圖書(shū)大廈4層有賣(mài)。樓上幾位說(shuō)的都不對(duì),都是想當(dāng)然的奇思異想。另外科普讀物建議你看外國(guó)人寫(xiě)的,國(guó)人寫(xiě)的都比較不負(fù)責(zé)任。了解黑洞就必須先了解黑洞的形成機(jī)制。樓上的幾位只知其然不知其所以然,這個(gè)話題太大了。你還是買(mǎi)書(shū)看吧。如果僅僅是好奇推薦一個(gè)網(wǎng)站三思科學(xué) 這個(gè)是霍金的《時(shí)間簡(jiǎn)史》你該看一看 上邊的兩個(gè)鏈接是中子星和黑洞。阿西莫夫的科普文章,比較權(quán)威。
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主要是中子。黑洞也是一種中子星,只不過(guò)它的引力太大了,連光線也無(wú)法出來(lái)所以叫黑洞。
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黑洞是質(zhì)量比較大的恒星發(fā)生大坍縮而形成的.所以物質(zhì)組成與恒星一樣