黑洞中的奇點是什麼?

相對論為何會在奇點處失效,是因為其無限大的曲率、質量、引力和無限小的體積,奇點會是宇宙外的奇特物理定律和宇宙內的物理規律的極限臨界點嗎?
10 個回答
人类的方向
2019-02-20

黑洞是宇宙中引力最強的單一天體,通常都質量巨大,體積也是因質量的大小而有大有小。不過我們常說的黑洞的大小並非它的實體大小,而是它在視界規則下的虛擬大小,因為他連光都會吸收進去,所以我們無法看到黑洞到底什麼樣,更無法接觸黑洞實體,就將它的史瓦西半徑邊緣(視界邊緣)所達到的大小範圍視作它的體積,但黑洞的視界邊緣實際上是光等電磁輻射無法逃出黑洞引力的地方,並非黑洞的實體表面。那麼黑洞的真正實體在哪裡呢?推論認為應該就是它的奇點了,這裡是黑洞中物質最終歸屬的地方。

黑洞中的奇點是什麼?
黑洞中的奇點是什麼?

黑洞的奇點的存在目前也只是一種推論,因為物質進入黑洞之後還是會被壓縮,而且是壓縮到比中子星和夸克星更小的狀態,至於會壓縮到什麼程度?沒有人知道。所以黑洞的奇點到底是什麼樣的?我們卻無法知曉,甚至我們將永遠無法真正觀察和觸摸到黑洞的奇點,因為想進出黑洞裡面的世界,幾乎是不可能的,進入黑洞只能有去無回,而且黑洞巨大的引力會將進入的物體分解掉。
黑洞中的奇點是什麼?

黑洞理論的推論認為,黑洞的奇點是體積無限小,密度無限大,時空極度彎曲的,我們已知的物理法則在這裡不適用的,但是所有黑洞的奇點都一樣大嗎?都是體積無限小嗎?這樣的推論也難以成立。
黑洞中的奇點是什麼?

從已有的天文物理現象來推斷,黑洞的奇點也的確會非常小。因為像我們太陽這樣質量的恆星到了晚年成為紅巨星之後會變成白矮星,其體積將只有地球大小,也就是太陽如今體積的33萬分之一,但是其質量大約相當於太陽如今質量的0.8倍左右,比太陽大8倍質量的恆星會通過超新星爆發成為中子星,其質量小於太陽質量的三倍,然而體積直徑只有10~20公里,夸克星的體積更小,但相同質量之下,它們的體積都不如黑洞更小。
黑洞中的奇點是什麼?

白矮星(大)與中子星(小)模擬圖

黑洞中的奇點是什麼?

當一團物質被黑洞引力吸引進入黑洞的時候,會被分解成分子和原子狀態,接著原子也會破碎,連夸克狀態也不能維持,所以作為黑洞實體的奇點,肯定要比夸克星更小。
黑洞中的奇點是什麼?

黑洞這種天體在質量上的跨度特別大,物理學家們認為會有基本粒子等級的黑洞,也有星系級黑洞,基本粒子等級的黑洞小到目前最尖端的顯微鏡都難以發現,且壽命極短,而星系級的黑洞質量可達太陽的數百億倍,不同質量的黑洞內部的奇點大小和狀態應該也會不一樣的,至於到底是怎樣的大小和狀態,由於黑洞中的物理法則難以推測,所以也難以對奇點進行推論,它的大小也就難以知曉了。

万能科学引导文明升级
2019-02-21

在大星系的“黑洞”中,就是星系起源時的一顆恆星的內核。也就是星系起源於一顆恆星,從一顆恆星爆炸後,再產生兩個或三個太陽系,三顆恆星爆炸後就會產生更多的恆星系統。
黑洞中的奇點是什麼?
黑洞中的奇點是什麼?黑洞中的奇點是什麼?黑洞中的奇點是什麼?其實,星系中心就是最大最古老的恆星爆炸後所遺留下的內核。其體積是星系中最大恆星的幾萬倍,密度與太陽內核相同都是黃金密度。也就是太陽中心的內核是黃金的,而我們銀河系中心也有一顆幾億倍太陽的黃金星球。這顆全黃金的星球就是黑洞引力的中心,也是銀河系的中心。只因銀河系中心的黃金星球只是一個內核模式,內核所產生的暗物質比一顆正常星球所產生的暗物質少幾千萬億倍。那麼我們銀河系中心的黃金星球所產生的暗物質比它是一顆完整恆星以前所產生的暗物質的量少幾千萬億倍。正是因為它產生的暗物質少,暗物質在擴散時也少。可在暗物質返回聚合過程中,其它所有恆星以及大質量行星都會向它噴灑大量暗物質。也就是它的暗物質聚合時已經以幾千萬億倍的量穿透星系中的恆星,而產生引力。在星系中,越往中心聚合的暗物質就越密集,其引力作用就越強大。在黑洞中心,光無法逃出來就非常正常了。😂

讲科学堂
2019-02-20

引力奇點在物理學上的定義是:一個體積無限小、深空曲率無限大、密度無限大、引力無限大的一個點。從這些“無限”上就可以看出,目前對奇點的認識是有問題的。

相對論和量子力學是現代物理學的兩大基石。相對論負責處理宏觀世界、大尺度下的問題,量子力學負責處理微觀世界、極小尺度上的問題。直到人們意識到奇點的存在。

在相對論中,當大質量恆星燃料耗盡,熱量不能夠支撐自身龐大的重力時,恆星就會發生重力坍縮。如果恆星殘存的質量小於1.44個太陽質量(錢德拉塞卡極限),電子會被重力壓縮到最低能量軌道上,形成電子簡併態物質,這就是白矮星。電子簡併壓可以支撐起重力的坍縮。太陽生物後就會成為白矮星。白矮星的密度可以達到每立方厘米1噸。太陽坍縮成白矮星後只有地球這麼大。

黑洞中的奇點是什麼?圖:氦原子結構,可見原子核只佔有極小的空間

黑洞中的奇點是什麼?圖:天狼星聯星系統,左下角就是一顆白矮星

當恆星殘餘物質超過1.44被太陽質量,而沒有達到3.2被太陽質量時,電子會被壓入原子核內部,並與帶正電荷的質子結合,形成中子,這就是中子星。中子簡併壓可以提供支撐自身體積的力量。中子星的密度為每立方厘米8000萬噸到20億噸之間。典型的中子星半徑為10~20千米。質量越大半徑越小。

黑洞中的奇點是什麼?圖:中子星結構

如果恆星殘餘質量大於3.2倍太陽質量(奧本海默極限),就沒有什麼能夠抵擋得住恆星的重力坍縮了。它會坍縮成一個奇點,奇點的一定半徑內的逃逸速度大於等於光速,所以,沒有什麼可以逃出這個引力範圍。逃逸速度等於光速的那個球面被稱為事件視界。

黑洞中的奇點是什麼?

奇點問題一直讓物理學家非常頭疼,它是由相對論所預言的,而尺度又在量子力學研究的範圍內。在這個點上,相對論和量子力學交叉了。在量子力學中,是不允許出現無限小這個概念的,不確定原理讓粒子必須具備一定的動量和位置不確定性。無限小破壞了這種不確定性。而且,對於量子力學來說,尺寸小於普朗克長度是無意義的。

這使得現在的物理學無法解釋奇點,也就是說,雖然奇點是現代物理學預言的,但在奇點面前,所有的物理定理都失效了。

黑洞中的奇點是什麼?
只有將相對論和量子力學結合成一個理論才能夠解釋奇點,這也是理論物理學家未來的目標。愛因斯坦的晚年都在研究如何將它們統一起來,但由於相關數學、物理理論都沒有發展到能夠支撐這個突破的階段,所以愛因斯坦一無所獲。

目前為止,弦理論和圈量子引力論是最有希望能夠成功的理論。但估計100年內是沒有希望成功的。誰能達成這個突破,誰就能比肩愛因斯坦和牛頓。

物原爱牛毛1
2019-02-21

黑洞中的奇點是什麼?
“奇點”是宇宙在大爆炸前的一種存在形式。宇宙就是從“奇點”開始膨脹的。奇點――奇異性質的點。有多奇異?它的密度無限大、體積無限小(即時空曲率無限大)、熵值無限趨近於0,有時還加上質量無限大、溫度無限高的描述,這樣不可思議“無理”的點的確會讓所有物理定律失效。這也難怪,霍金證明把廣義相對論應用到宇宙學時,就必然會出現奇點,所以有人認為這就是廣義相對論的侷限表現,連廣義相對論也在此“點”失效。
黑洞中的奇點是什麼?

霍金等人還證明,奇點不只出現在大尺度的宇宙起源,超大質量的天體死亡時的引力坍縮的最後結果也是“奇點”,天體內部的所有簡併壓(抵抗力)都抵禦不了自身的引力,最後坍縮成這一點,這應該就是題主所說的黑洞中的“奇點”,這個奇點與宇宙大爆炸的奇點很類似,但我認為還是有所不同,黑洞的質量是有限的,所以它的“奇點”的質量不可能無限大(實際上宇宙是有限的,它的質量也不可能是無限的,因此宇宙奇點的質量也不應該是無限的)。不過不管它質量是有限還是無限,這和密度無限大及體積無限小的描述並不矛盾。因為密度等於質量/體積,質量即使不是無限,只要體積趨向於0,那麼它的密度照樣無限大,同理體積也是。因此這個黑洞“奇點”應保留著“密度無限大和體積無限小”的描述。咱們再來看看溫度是否無限大?按照量子力學理論,宇宙中最高溫度是普朗克溫度,是宇宙誕生1普朗克時間時的溫度,大小為1.416833(85)x10^32K,量子力學認為普朗克時間是最小的時間單位,比它小的是沒意義的,這也是量子以光速運動時的溫度,因此它所對應的溫度就應該是最高溫度,不過這個溫度只是宇宙中最高溫度,那當宇宙還是奇點時,也就是說時間為0時溫度多高?科學家只能預測它高於普朗克溫度,認為是無限高。這是宇宙另一種存在形式時的溫度。而我認為應該沒溫度,因為溫度就是運動,而運動就有時空,但宇宙是奇點時的時空是不存在的,這有衝突矛盾。所以黑洞“奇點”的溫度更不是無限高。至於熵值應該和宇宙大爆炸奇點類似,只不過是逆過程,是從無序走向了有序。這樣黑洞的“奇點”是一個密度無限大、體積無限小、熵值無限趨向於0、質量巨大的“點”,是個引力坍縮點,這個點在數學上沒有大小。

黑洞中的奇點是什麼?
實際上愛因斯坦並不太喜歡這個奇點,他雖然說過廣義相對論方程不一定適用於很高的場密度和物質密度,但他還說“不可下結論說膨脹的起始就必定意味著數學上的奇點”。但事情已經發展到這個地步,也只好對不起他老人家了,黑洞理論現在已經讓霍金髮展的很有模樣了。在廣義相對論中所描繪的黑洞是由“奇點”和包圍住它的“事件視界”構成,所謂的“事件視界”就是速度最快的光也無法逃出黑洞的最大區域邊界,任何物體一旦進入事界以內,就永遠無法離開這個區域,就連物體發出的光也無法逃離,因此理論上外界觀察者無法觀測到黑洞視界內部的現象。但隨著研究的深入,越來越多的研究質疑著存在“事件視界”的假設,在許多關於恆星坍縮的學說中,事界並沒有形成,奇點其實就暴露在我們眼前,物理學家稱這類奇點為“裸奇點”。物質和光可以墜入也可彈出這個區域,以前我們認為到黑洞奇點是肉包子打狗――有去無回的,但其實你可以非常接近裸奇點後全身而退。裸奇點提供了一個探索時空最精細結構的實驗室――外界觀察者有機會可以觀察到奇點附近劇烈扭曲時空的現象。這樣的黑洞就是一個奇點,沒有事界,奇點就是黑洞。
黑洞中的奇點是什麼?

裸奇點處雖然密度無限大,但引力強度卻不是,所以奇點並沒有把墜入的物體擠壓成一個無限小的點,廣義相對論在此點並沒有失效,人或物體接近奇點會很快被加速到光速以上,超過光速就會跳到另一個“時空”,根本不用擔心人的生命,死不了,他和當前的時空沒有關係了。根據這些推理就可以對“奇點”作一個新定義:奇點是現有宇宙時空上的破損點,奇點就是時空隧道的入口,假如能忍著加速度帶來的潮汐引力,完全可以從這裡出去。
黑洞中的奇點是什麼?
這個結果和我上面所說“奇點沒有溫度”的論斷是相符的,否則人是受不了高溫的。那維持這個裸奇點的能量是多少?奇點既然是個破損口,那質量自然為0,由質能方程E=mc²(E為能量,m為奇點質量,c為光速)可知奇點的能量E等於0。這個結果也和我上面所說“奇點質量不可能是無限大”的論斷是相通的。

咱們再來看看這個裸奇點黑洞形成的條件。經科學研究應該是1,恆星密度不均勻造成的不均勻塌縮。2,旋轉或電荷。旋轉會使奇點產生內事界,能和外在的事界重疊對銷,因而裸露出奇點。
黑洞中的奇點是什麼?


以上就是對黑洞奇點的一些認識看法,歡迎評論關注。

宇宙探索
2019-02-20

目前人類所知的大自然法則和物理定律都無法詮釋黑洞的奇點,按照目前科學家對奇點的理解,奇點是一個體積無限小,密度溫度無限大的點!

但是體積無限小究竟是一個什麼概念?從數學上分析,體積無限小就是沒有體積沒有大小,但這在物理上並不允許,因為現實中並不存在無限小的東西,最小的可測量長度就是普朗克長度!

還有溫度密度無限大,通常情況下我們認為溫度可以無限高,但其實並不是這樣,溫度也一個上限,就是普朗克溫度,它是宇宙大爆炸發生一個普朗克時間後的溫度!

相對論和量子理論都無法詮釋奇點的特性,而這兩個理論是現代物理學的基石,一個詮釋了宏觀世界的特性,一個統治了微觀世界!

奇點究竟是什麼,目前並沒有定論。這也說明了在相對論和量子理論基礎上肯定還有更高一級的物理定律等待著我們去發現!

從人類給奇點的定義來看,與宇宙大爆炸發生時的“奇點”非常相似!

无为而治68814940
2019-02-20

無論是黑洞的奇點,還是宇宙大爆炸的奇點,二者的奇點是一碼事,黑洞的物質總是動態的,中心點是靜態的,故而稱為奇點,有黑洞才會有奇點,因此宇宙大爆炸的奇點也必須是在黑洞之中。奇點是黑洞的中心點,奇點之上是沒有一星半點的物質的,因為奇點是一個體積為零的幾何點,也就是說奇點沒有體積,沒有體積就不能容納任何物質空間和能量,就不存在物質,這是絕對的科學公理,即便是享有盛名的人類頭號科學家也無權違反這條公理,違反了就是不折不扣的謬論,所以說奇點上物質密度無限大能量熱度無限高的說教只能是荒謬幼稚的錯誤,奇點以外充滿了高速旋轉的真物質,由於真物質的運動速度是超光速,因此真物質沒有靜質量,只有動質量,它們動質量是通過奇點計算的,因此奇點就獲得了靜質量,這就使得人們產生了誤會,以為奇點就是整個黑洞的質量,事件視界之內空空如也,什麼都沒有,進而又認為黑洞沒有自轉沒有電荷,顯然是差之毫釐謬以千里,奇點體積為零,它怎麼可能包含黑洞的全部物質呢?它怎麼可能包括全部宇宙的物質呢?又怎麼能讓事件視界之內空空如也呢?如果有原初宇宙黑洞的話,它的直徑應該有1000億光年那麼遠,所以奇點以外的黑洞領域是動態的真物質的世界,動態的真物質分為三層,中心層是黑核,第二層是中流層,第三層是外圍層,這三層的真物質都圍繞著奇點旋轉,並以奇點為它們的質點。總之,一言以蔽之,奇點就是黑洞中心的幾何點。

創建於2018.9.16編輯

零点智慧
2019-02-20

謝邀!

黑洞中的奇點,宇宙的起源的奇點,以及自然萬物得以繁衍的奇點都是一個定義。奇點又名起點,是一切現象得以呈現和延續循環的銜接點。

首先,黑洞中的奇點即使孤立的,但也與其周圍空間有著密切的關聯性。我們生活在這個宇宙之間,很容形成閉塞的思維邏輯。會忽略我們所生存空間之外的運行規律和潛在關聯性。這樣封閉的思維模式便會在日後的研究和探討中留下種種詬病無法解惑。

其次,奇點是以孤立且u關聯性很強的狀態存在。這種孤立是為了打拼創造一個比較特殊的模式和空間出來,但其關聯性卻是既能一方面汲取以往比較成熟的因果律的同時,還能服務於自身按照奇點獨有的特性運作下去。

最後,奇點之中的相對論需要一個較大的範圍或者時間上的跨度來調劑。因果循環自有它的道理存在,但是在未完成整個循環週期之前來切入相對論,這樣不但不能夠獲得相應的結果,甚至還會造成思維和結論上的扭曲。

總之,奇點既需要獨特的獨立性,又要延續其必要的關聯性。宇宙的延續既需要奇點來打破結束的僵局,但又要未延續新的宇宙來鬥智鬥勇。奇點在宇宙的範疇上,是無法用人類短暫的生命時光來衡量,只有人類用生命闡述出奇點的意義之後,才能夠在宇宙滅亡和復甦中得以昇華。

自然风161212381
2019-02-20

這個問題問的好,奇點就是宇宙規律以外的表象和宇宙規律以內的運動的臨界點。用廣義相對論和量子力學來理解宇宙事物,奇點是個大問題。奇點是什麼?是物質,引力形成的物質。從宇宙以外的表象看,宇宙奇點就象一塊燒紅的鐵,千錘百煉的鍛打,成了固態奇點。黑洞的引力源形成的奇點是動態的,像燒紅的鐵汁,呈液態狀流動走丟了。你可以理解為從黑洞漏斗走掉的東西還原了物質的本來面貌,變成了微觀世界最小的量子形態,加入了宇宙中的暗物質群體,變成了物質的暗能量的來源。

突破了臨界點的東西,不是人類想像的,按大自的規律洗牌,自然造化的結果。黑洞的最終走向問題,有人說宇宙是黑洞的循環體,黑洞的背後是另一個宇宙,而不是無限小的奇點,這個問題正確嗎?宇宙演化到最後是個超級黑洞,黑洞蒸發又誕生出一個新的宇宙,奇點大爆炸證明不了什麼?這個也不太正確,全盤否認了廣義相對論的推理。這些假設,爭論的就是一個奇點問題。

烤秋刀鱼
2019-02-20

誰也無法真正說清楚黑洞的奇點是什麼。

對於黑洞的定義很明確:黑洞是一種密度無限大,熱量無限高的天體,在黑洞中所有物理定律都會失效。

黑洞是演變到最後階段的恆星。當一個大質量的恆星燃盡之後,在引力的作用下坍縮,形成白矮星,白矮星進一步坍縮成中子星,中子星繼續坍縮下去,形成一個巨大的引力場,引力大到任何物質,甚至光都無法逃脫,這就是黑洞。所以黑洞不是洞,本質上來說它還是一個星體。

理論物理學家認為黑洞的所有質量都處於其中心一個無窮小的點上,就是“奇點”。奇點是不斷坍縮而形成的一個無窮小,小到無限接近於零的一個點。但目前為止人類無法對黑洞內部進行觀測,無法證明奇點的存在。

在遠離黑洞的太空中,天體可以自由地運動,光可以自由地穿梭,然而越靠近黑洞,引力越大,最終在一個範圍內,任何物質都會被它吞噬而無法逃脫。這個範圍的邊界叫做“視界”。

养生男人699
2019-02-20

道是無,奇點是中點,無中生有,有中化無,其象太極圖(陽中負陰⊙,陰中抱陽,)老子曰:知其白,守其黑,復歸於無極,(其大無外,其小無內,三十輻而共一轂(中點即奇點,奇點之中是另一個世界,)大國者下流天下之交天下之牝,穀神不死,是謂玄牝(即轂又名玄牝之門,是謂天地之根,人之命門),在天地之間,其猶橐籥乎,虛而不屈,動而愈出,多言數窮,不如守中(氣交變於中),牝常以靜勝牡,以靜為下,大國以下小國,則取小國(玄牝),小國以下大國,則取大國(玄同),其大無外,其小無內,大小無極,渾束為一,是名司天在泉氣交變(於中),常無,欲以觀其妙,又名負陰抱陽衝氣和(於一),常有,欲以觀其徼,其形無中生有⊙,有中化無,生有化有,無生化無,其化變者:外而內,內而外,大而小,小而大,虛而實,實而虛,無而有,有而無,

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