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关于黑洞的合理性推测

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黑洞大家一直对其有误解,因其中心无法观测,像一个黑糊糊的洞,同时因其名称也带洞,在人们的想象中很自然的就把它想象成一个空洞,这一点在很多科幻电影和科幻小说,都有体现。同时目前的物理理论还不是很完善,现有物理理论在黑洞范围内是失效的,所以黑洞对科学界来说一直是一个谜团。黑洞是天文学和科学界一直都是想要解决的谜团,但以目前的科学理论和相应的理论方程式在处理黑洞的问题上,始终是有心无力,对其无从下手,所以到现在进展依然很缓慢。
今天我从全新的角度,以物理学基础理论定律为基础,重新推定黑洞的结构,带大家简单了解下黑洞,揭开黑洞的神秘面纱。
黑洞常常会携带一个巨大的吸积盘,吸积盘聚集了海里的物质,其围绕黑洞高速的旋转,并且最内层的物质因高速的旋转和摩擦会发生强烈的光和热,按现有的观测与科学界对其进行的推论,吸积盘的物质最终会被吸入到黑洞之中,以一种我们不知道的形式存在或消失,但具体如何,各种各样的猜测都有。
下面来说下我的看法,根据我对天体结构的了解,结合物理学基础定律,进行合理推测,以此为基础,做出以下推论。
当前宇宙所有的天体,除黑洞以外的天体,都有以下特点:
第一,其本体都是实体的,这里面不区分气态天体与固态天体,因为本质上都算是实体的,不存在虚幻的或者是空洞的,在这一点上来说,黑洞中心是空洞或虚幻是不现实的,也不是一个合乎情理的正常推断,从科学认真负责的态度来说,黑洞物质逃逸界限内是一个实心的天体是合理度比较高的一个正常推论。
第二,宇宙中的天体从表面到核心,因压力与万有引力,其密度从外向里都是一层比一层更高,也就是其天体表面的密度比天体核心的密度是要低的,其核心是密度更高的物质(因不同天体内有不同的核心,其核心是各种各样的,但其只是各种各样不同的物质,从大的层面来看,以物质二字代替其各种各样的核心,用以简便文书,并且不影响相关推论),这是由于天体内部巨大的压力与万有引力形成的,按照这一天体结构逻辑,在结合物质不会凭空消失,只会从一种形态转化成另一种形态,对黑洞进行结构划分的话,其吸积盘是在黑洞外面的天体层面,在黑洞视界界限内我们无法观测的位置则是处于内核天体的位置。吸积盘的物质被吸入到黑洞中,并不会凭空消失,若不会凭空消失,目前仅有一个唯一合理的推测,那就是在黑洞内部以一种目前我们不知道的形式存在,并且是超高密度的形式存在。支持这一推测的还有另外一方面,我们知道,粒子相互之间是有空间的,密度高其实也就是等于粒子相互间的空间更小,而想要密度更高,则需要更大的压力挤出粒子间的空间,使其更紧密。吸积盘最内层的物质本身就是高速、高压、高密度的在向内旋转,不停的把自己向黑洞内部挤压,也就等于在不断的对内部加压,使其内部的空间更小,粒子间更紧密,也就是密度更高。在排除黑洞是一个空洞的推论下,那么不停的旋转的高速高压高密度的物质,在向内旋转聚集的过程中肯定会产生更高速更高压和更高密度的物质,在结合黑洞内是一个实体天体的推测,很明显能得出一个合理的并且符合现代科学理论的结论,那就是黑洞内是一个超高速超高压超高密度的天体核心,只是以我们目前的认知与设备还无法直接观测到它,我们所能观测到的是外围我们的观测设备能直接观测到的位置,对内则是以一种我们不清楚的状态向我们显示的是黑色。
第三,引力问题,每个天体都有引力,根据天体质量大小,引力是不同的。黑洞的引力是巨大的,这一点从星系的运作方式上可以看出,几乎每个星系中心都有一个超大质量的黑洞,只由大型质量的黑洞才有维持星系不散的巨大引力。牛顿的万有引力方程,其万有引力方程的计算核心关联的是物质质量,通过万有引力方程我们可以得知,只有巨大的质量才能提供巨大的引力,万有引力方程式也从力学上证明了,黑洞必然是一个超大质量的天体,而黑洞黑色区域若是虚幻的或者是空洞的,则不足以支持这种理论。因为虚幻或者空洞,在不确定其机制的情况下,对于其质量无法进行定论,也可能有质量,也可能没有质量,没有理论能支持其产生引力,只有内部是超大质量的天体核心,才能支持如此巨大的引力,有巨大的引力才能吸引庞大的星系围绕其运转,这一点也能在理论方程上证明黑洞是实心的,并且是有限质量的实心天体核心,不是无限质量的。
以上几点推论,都能证明黑洞是实心天体,现在只剩下一个最关键的问题了,奇点。其实黑洞所有的问题中,奇点是其中最重要,也是最难解决的,因为以目前的科学理论是解决不掉这个问题,但奇点问题不解决,黑洞谜团就不算解决。黑洞就像一个张着巨大口的貔貅,只进不出,吞噬着海量物质,却从没有吐出任何物质,也没有释放出任何信息。这一点一直是科学界巨大的谜团,所以科学家们对黑洞的中心,奇点一直很着谜,想知道到底是为什么。关于奇点,我有些很有趣的分析和推论,跟大家分享下,带大家看看这个神奇的奇点到底是什么,有什么神奇的地方。本文中的奇点单指黑洞的奇点,关于宇宙大爆炸的奇点,另有说明,不在此叙述。
一,能量的产生与传递方式
科学发展至今,物质能量守恒定律是宇宙最基本的定律,从这条定律里面可以看出,能量不会凭空产生,也不会随意传递。能量的产生与传递都是依据基本原理进行的,不了解其产生与传递的基本原理,那对整个宇宙基础理论的理解与研究终究会出现很大的问题。
按现有的已知的能量生产与传递方式,我重新分析整合了一下,可以分为以下几类:
1、物理交换类
主要是推力、重力等,主要是由各种物体相互之间的推动产生的能量的传,由重力势能产生的各种冲击力,以及一些其他不涉及化学反应的相关的能量传递方式的统称,应用的主要场景是水利发电站、潮汐力、波浪发电等相关行业。
2、化学能
主要是指各种化学反应所产生的释放或吸收能量。表现在平时常见的燃烧、化学爆炸等化学反应上,其利用的能量主要是原子、分子间的能量键,不涉及原子核内部的一些变动。
3、核能
核能由两个分支,一个是裂变,一个是聚变。其主要利用的是原子核的衰变与聚变,通过衰变与聚变释放原子核内部的巨大能量来获取大量能源,也是目前人类能利用的最大能量获取方式。
4、黑洞是宇宙最终的物质转换成能量的方式
谈到这个,还是涉及到一个老生常谈的问题,为什么地球在运动,为什么太阳系各星球都在相互运动,不掉落下去,或者是飘到别的地方,其实涉及这一切的根本还是在于能量。地球、月球都在相互运动,包括太阳系内各天体之间的运动,都是需要庞大的能量来维持的,天体运行都是在轨道上运行的。通过这些年研究出来的物理基础理论以及一些其他理论的扩展,想要稳定维持在一个相对固定的轨道上运行,是需要相应的能量来维持的。宇宙本身是庞大的,各星系之间、天体之间运行所需的能量是非常巨大的,仅以目前已知的最大产生能量的方式核能,所产生的能量是不足以维持如此庞大宇宙的运行的。按物质能量守恒理论以及任何物质与能量不会凭空产生与消失的理论推算,宇宙中必然还存在一种天体可以持续的产生巨大的能量以维持庞大的宇宙星系运转。
以目前人类对当前宇宙天体类别的研究,黑洞是唯一符合标准的天体。在根据现有的资料以及对整个宇宙的运行规律分析验证,可以确定黑洞是整个宇宙中最大的能量生产天体,无时无刻在释放巨大的能量,以维持庞大宇宙的运行。
二,数的上限
宇宙很大,大到我们无法想象的地步,目前可观测宇宙直径有950亿光年,在可观测宇宙之外还存在很大的我们根本触及不了的区域,宇宙有很多物质组成,在宏观世界是由各种各样的原子和分子组成的物质形成的五彩斑斓的大千世界,在微观层面则是由更细一层的电子、质子、中子、中微子等基础粒子形成的量子世界。由于宇宙万物与量子层面的基础粒子无时无刻不在运动,另外也因为在宏观层面距离的限制,我们想要计算宇宙中到底有多少物质或者多少粒子显得有点不切实际,只能对其进行大致计算,得出一个相对精确的数字。即使因为计算方法、计算方式、测量方式、观察方式等这些方式与方法的差异,导致我们无法准确计算,只能有一个大概的数值。假设我们设定一个区域,这个区域是我们的可观测宇宙范围,外面不计算在内,这时我们划定的宇宙范围内物质与能量就有一个数量的上限,是因观测手段、方式等原因,我们对这个上限具体在哪不明确,但现代科学的数学思想告诉我们可以确定在我们可观测的宇宙范围内存在一个物质与能量的上限,只是因计算方式与方法或观测带来的精确度问题,但这个不影响物质与能量有上限的这个实际结果。这是第一个数量的上限。
根据科学家的理论计算,宇宙中最低温度是-273.15℃度,最高温目前观测到的是1.4亿亿亿亿℃温度,具体更高的温度预测还有,同时我们也知道温度是由粒子的动能来计算的,动能温度越高。温度有一个下限,但上限其实科学家们一直有疑问,因为目前的观测手段有限,无法明确上限在哪,或者说是有没有上限不清楚。但以我个人对现代科学理论的分析认为,温度必然是有上限的。下面我们来做一个假设,假定在一个空间内,充满了粒子,其中的粒子因加速或加压等各方面原因,同时不限制能量,导致其粒子动能升高,带来的粒子运动加剧,温度升高,但因空间有限,空间内粒子数量有限(空间内粒子的数量是根据空间内的压力来定的,压力越高粒子数越多,但最终是有一个数值的),也就是接触面有限,能量传输速度有限,同时因光速限制,那么其所能达到的最终温度必然也是一个有限值,不是一个无限不可计算的值,这一点在数学上是有限数值与有限数值之间最终只能得出一个有限数值,因此可以假定宇宙中温度必然有一个上限值,这是第二个数的上限。
物质的堆积,我们知道物质在压力的不断提升下,会被不断压缩体积,形成更小的结晶体。恒星在末期死亡之后,质量不够是不能生成黑洞的,在特定的条件下可以形成中子星,中子星基本上是一个全是中子组成的星体,其物质密度更是恐怖,每立方厘米的质量为一亿吨,其也是在巨大的压力下形成的星体,如果恒星变成黑洞在巨大的压力下则体积更小,因为黑洞基本上都是由恒星转化而来(其他黑洞生成方式有或无不在本文谈论范围之内),恒星死亡前的绝大部分物质都在挤压在一个小小的黑洞范围内,虽然说黑洞是叫法是黑洞,可我认为其并不是一个真实的洞,而是一个切实由恒星绝大部分物质挤压在一起的一个实心球体,具体推论在上文已经说明,在此不在阐述。至于我们无法观测到黑洞,则是另一个问题,这个问题可能是由于观测方法或方式等其他因素造成的。
简单整理下思路,在可观测的宇宙内,物质可以被引力等基本力通过力的作用和压力的原因不断的被挤压,增加其密度,最终形成一个具有超级密度的实心球体。(注在本文里仅谈论物质从有到有的转换,或者是物质与能量的互相转化,不讨论无中生有、凭空生成等相应论点)这里就带来了一个问题,那就是物质有密度上限吗,以我的想法还是有上限的,思路如下:其一空间的限制,在有限空间内必然只能容纳有限的物质(至于说空间拓展之类的,在目前没有合理理论解释的情况下,不对其进行谈论,仅在目前的理论框架下进行相应的理论合理探讨和扩展),这是空间上限,其二受压的上限,物质在不断被挤压以后,想要有限的空间内被挤压进更多的物质,所需的能量是成几何倍数上涨的,而且还有斥力的限制,导致有限的空间内不能被无限的压入更多物质。
那么这又引来一个问题,就是物质受压的极限,在有限的空间内,物质有没有受压极限。根据这一问题,我们来做个简单的假设,假设物体有个受压极限R,在某个有限空间内,有无限的能量和力对其进行加压,使其压缩至更小的体积,这里面就出现了两种结果,第一种是假设R是无穷大,那么物质就能被无限的压缩,所需的力和能量也是无穷的,假设提供无穷的能量和力,那么物质会变成无限小,最后形成类似于奇点的位置,当然这是一种理想化的设定。那么我们来看下第二种结果,假设R是有限值,那么在施加无穷的能量和力以后,物质承压的压力必然来到R值,加压到R值会有什么结果呢,这个时候我们来看下别的方面,提供下思路,比如一个苹果,在承压值R没达到最大值时,会保持完整的形态,一旦超过R值,就会被压破,碎裂。如果压力达到一定值会直接被压碎,同理在地球上的很多物质都是的,在没有达到受压极限前没有问题,在达到受压极限后都会破裂,被压碎。按这一思路来考虑,物质在承受超过R值的压力后必然会破碎,被碾压。通过考虑合理性的问题,R值是无限大的,不太可能,本文取的是R值是有限的这一合理性猜测。爱因斯坦告诉我们,能量就是物质,物质就是能量组成的,那么就可以做出合理推断,在黑洞中心的物质在承受了超过R值的压力以后,会被碾压成纯能量,这些能量是非常巨大的,因为黑洞中心的物质的密度是最高的,同时释放出大量的热辐射,传递到黑洞外围形成霍金的黑体辐射,并且减少黑洞的质量,导致黑洞最终消失。
通过以上合理推断,最终形成一个推论,黑洞是一个具有超高速超高压超高热超高密度的实心天体,并且通过中心碾压物质的方式,不断的像宇宙释放海量的能量,传递热量,保证星系的正常运转。


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