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进入黑洞的物质都到哪里去了?答案有点离奇

2019-06-05 17:47:57  来源:旋涡里的世界

进入黑洞的物质都到哪里去了?答案有点离奇

文/袁玉刚

1783年,剑桥的学监约翰·米歇尔利用万有引力定律和光的微粒说推论出:如果太阳密度不变,直径扩大几百倍,其表面逃逸速度就会超过光速。这就是传统意义上的黑洞。

20世纪初,爱因斯坦的广义相对论预言存在黑洞。1916年,史瓦西指出:如果把太阳压缩成半径不到3公里的球体,外部观察者就再也看不到阳光,形成现代意义上的黑洞。1939年,美国人罗伯特·奥本海默计算出质量大于强德拉塞卡极限的恒星会在自身万有引力作用下向内坍缩,密度越来越大,体积越来越小,引力越来越强,以致于发出的光线也重新落回去。

1969年,美国科学家约翰·惠勒提出了“黑洞”这一术语。顾名思义,黑洞是一个黑黑的、深深的、什么也看不见的洞。

史蒂芬·霍金深入研究了黑洞:“任何吸进黑洞的东西都会在奇点处毁灭,只有其质量的引力效应能够继续在外面被感觉到。”2004年,史蒂芬·霍金在提出黑洞辐射的30年后又宣布物质进入黑洞后还能够出来,自己推翻了自己的结论。

100多年来,天文学家们进行了大量观察,发现:

1、可疑黑洞都在星系、恒星中心,体积极小,引力巨大,按照万有引力定律,意味着质量也巨大。

2、在可疑黑洞视界之外都有自旋着的物质吸积盘。吸积盘时大时小、时断时续、时有时无。无论是固体星球还是气体星云都会逐渐进入吸积盘。

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图1 可疑黑洞想象图之一

3、可疑黑洞向两极喷发X射线、高温等离子体、分子物质。1918年,发现M87(NGC 4486星系)中心拥有一条5000光年长的强大相对论性喷流,号称宇宙喷灯。

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图2 M87喷流

4、2019年4月10日晚,全球新闻发布会公布了事件视界望远镜(EHT)拍摄到的室女座的一个巨椭圆星系M87中心超大黑洞的第一张照片。圆圆的黑洞质量约为太阳的65亿倍,吸积盘上气体的旋转速度几乎接近光速。

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图3 M87黑洞照片

黑洞理论之间、理论与观察结果之间出现了矛盾:

1、既然物质进入黑洞,被挤压在中心的一个体积为零的奇点上,任何强大的力量都不可能把它分开,那么,我们怎么能穿越奇点到达另一个宇宙呢?

2、既然黑洞巨大的引力能够吞噬所有物质,包括光。那么,两极为什么能够喷发X射线、高温等离子体、分子物质呢?

3、对于星系中心的相对论性喷流,图1 认为是从黑洞中喷发出来的。而图4则认为是从吸积盘上喷发出来的。

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图4 黑洞喷发

这些矛盾的核心还是进入黑洞的物质究竟去了哪里。有人说物质在奇点处消失了;有人说物质又从白洞里喷出,甚至幻想着穿越黑洞去另一个宇宙。

我的观点离经叛道:物质就根本没有进入黑洞,当然不存在去了哪里的问题。

我的黑洞模型是:星系和恒星系都呈现铜钹形,就是旋涡的吸积盘。吸积盘的中心存在一个没有物质的旋涡洞,就是黑洞。这个黑洞是由吸积盘高速旋转形成的。吸积盘上内边界的物质向两极高速喷发,形成黑洞壁,发光时就是视界,见图4 。也就是说,物质根本就没有进入黑洞,而是在视界上从两极喷出去了。这就解决了黑洞巨大的吸引力、奇点、吸积盘和两极物质大喷发的疑难问题。

霍金在《时间简史》中说,视界上大量X射线的辐射“不是从黑洞里面出来的,而是从紧靠黑洞的事件视界之外的空的空间来的”。这与我的观点异曲同工。只是我的观点是物质的加速和转化,而霍金的看法则是无中生有。

有些天文学家说:“黑洞就是一个时空旋涡,是弯曲的空间和弯曲的时间构成的。一切物质掉入视界范围,就会奔向奇点,消失得无影无踪。虽然黑洞不发光,但具有强大的引力,可以将周围的物质吸引过来,形成绕其转动的吸积盘,由于吸积盘不同半径处转动速度不同导致摩擦升温,把吸积物质的引力变成辐射,从而被我们观测到。”这与我的旋涡黑洞已经相当接近了。

这里牵涉到一个黑洞表述问题。主流理论认为黑洞向内坍缩,奇点在中心。见图5。

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图5 主流理论黑洞想象图

显然,这种表述受到万有引力理论的影响,以为物质都向内部收缩,直至一个奇点处。岂不知地球并不是一味收缩,还有沿自转轴的极向运动。

我的黑洞想象图刚好相反,是两个铜钹合起来的旋涡样子。

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图6 铜钹

根据物质守恒定律,吸积盘上的物质变成高能粒子旋转着从两极喷发出去,而不是在奇点处消失。

旋涡黑洞模型可以解释吸积盘和两极相对论喷流问题、物质转化问题、引力巨大问题、黑洞又圆又黑的问题,光线逃不出黑洞问题、视界问题。

如果你能沿赤道劈开恒星和星系,就能看到旋转着的黑黑的黑洞。如果你能沿极轴劈开恒星和星系,就能看到喷发中的黑洞,有时,黑洞可以在两极露出真容像M87黑洞。注意:黑洞永远是黑的。

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图7 星系

应该说:宇宙中每一个旋涡的中心都可能会产生一个黑洞。恒星和星系中心都有黑洞。只是有的黑洞真容暴露了,有的黑洞隐藏得比较深而已。

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