本文是基于网友邀答这样一个问题:如果黑洞与黑洞相撞并且撞的是洞口而不是洞边会怎么样呢?
这个问题看起来煞有介事,也很有意思,但却是一个没有没有科学常识认知的问题,也可以说是一个无厘头的问题。可以看出,提这个问题的朋友们根本不知道黑洞是什么。他或许认为黑洞就像《西游记》里面的无底洞,中间有个黑乎乎的洞口,四周有一个边缘,因此才会异想天开的认为,不要碰到边缘直接进洞口,就没必要惊天动地,就可以悄悄救出唐僧吧?
在这里我要告诉这位朋友:
黑洞不是一个洞。
黑洞在空间本来是看不见的,只是一个似乎什么都没有的“场”。实际上黑洞是一个球形的引力场,这个引力场对周围空间物质具有极端引力,因此如果黑洞周边有星际物质的话,不管是恒星、行星、星云、星际渣滓,都会被它吸引过去,慢慢吞噬掉。
巨大的引力和角动量会带动这些物质围绕着它旋转,速度极快,可达一半光速或接近光速,这样这些物质就会碰撞粉碎成基本粒子,并放射出耀眼的可见光以及肉眼看不见的高能射线,包括X射线和伽马射线。
因此人类通过各类望远镜就可以看到这个黑洞了。实际上看到的不是这个黑洞,而是黑洞周围高速旋转发光发亮的吸积盘。这个黑洞吸积盘之所以像一个盘子,并不是黑洞是一个盘子,黑洞是一个球,由于其高速旋转,巨大的离心力就把这些被吸附的物质甩成了一个盘状。
在吸积盘的亮光中,若隐若现的能看到中间有一个黑黑的球状物,那里面才是黑洞,球状空间空空如也,里面什么也看不见,因为事实上里面也没有什么,所有物质都集中到了中心那个没有体积的奇点上。人类能够观测到的是还没有进入黑洞球面的物质,这个球面是人眼能看到和不能看到临界面,又叫黑洞视界。
黑洞实质是一个奇点,没有体积。
根据爱因斯坦场论,当物质压缩到极端致密时,原子会破碎,形成依靠中子简并压而存在的致密天体,这就是中子星。当中子星到达奥本海默极限,就会继续坍缩,物质被压缩到自己质量的临界半径里,形成无限塌缩态势,最终形成一个没有体积或体积无限小的奇点。
何谓临界半径?1916年,物理学家卡尔·史瓦西认为,任何物体都有自己质量的临界半径,物体一旦被压缩到自己质量的临界半径,就会无限坍缩为一个奇点,并在其周围形成一个奇异的曲率空间。他根据爱因斯坦引力场方程,得出了质量临界点半径计算公式,表述为:R=2GM/C^2。
这里R为半径大小值,G为引力常量,M为物体质量,C为光速。人们把这个临界半径叫史瓦西半径,在这个半径球状空间,引力无限大,任何落入这个空间的物质都会无限坠落到中心那个无限小的奇点,消失在另一个世界,连光也无法逃逸,因此黑洞不被人类所看见。
这就是黑洞的由来,如果黑洞周围真的很干净,没有一点星际物质,人们就无法看到它。
因此黑洞相撞不是实体的相撞,而是引力场的相撞。
黑洞奇点无限小,怎么能够相撞呢?黑洞相撞是黑洞视界的相撞,这个视界是黑洞史瓦西半径的临界边缘,这个边缘是无限引力场的边缘,因此黑洞相撞实际上是引力场的相撞。
由于黑洞引力场边缘,也就是黑洞视界外充满了高速旋转的物质和能量,实际上这还是我们世界能够观测到的物质,这些物质碰撞在一起,就会爆发出巨大能量,甚至激发出伽马射线暴。
伽马射射线暴是我们宇宙顶级杀手,天文学家们普遍认为,宇宙中定期或不定期的出现这种极高能量射线暴,清理了宇宙中90%以上的生命和文明,这很可能是宇宙文明难以发展到高级别状态的主要原因,也是宇宙文明极端稀少的主要原因。
黑洞相撞后会融合在一起,在没有融合前会相互围绕着旋转,形成双黑洞或三黑洞。如科学家们发布的一项研究报告称,在距离我们10亿光年的SDSS J084905.51+111447.2星系系统中,发现了三个正在碰撞融合的黑洞。这三个黑洞分属三个不同星系,星系合并使这几个黑洞也发生相撞并将融合在一起。
这就是黑洞相撞融合的过程。那些认为黑洞有洞口和边缘的朋友,看了本文,希望对你们的认知有帮助。
就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。
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