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为什么叫时光黑洞,白洞是黑洞的反义词吗

来源:整理 时间:2022-06-01 15:33:02 编辑:科技知识 手机版

所以人们把这个和黑洞性质相反的天体叫做白洞,这个白洞就是黑洞的时间反转。黑洞吸进去,又释放出来,这样就平衡了,宇宙也不一定要被黑洞吸进去,因为它长不大...在最初的认识中,天体无法抵抗自身引力坍缩,会直接坍缩成黑洞,因为当时人们除了恒星的热膨胀和电磁力之外,没有找到任何抵抗这种坍缩的方法。

什么黑洞会让时间变慢?

因为引力。根据爱因斯坦的广义相对论,对于处在不同引力场中的观察者而言,时间流逝速率在强引力场中变慢,所以越靠近引力强大的黑洞,时间过得就越慢。引力的本质是时空弯曲,质量越大的天体,其周围的时间和空间被弯曲得越明显,这样其时间就会过得比远离引力场的地方更慢,这就是广义相对论所说的引力时间膨胀效应。事实上,这种效应早已得到实验的证实,并且也被应用于实际情况之中。

根据广义相对论,如果不考虑天体自转的影响,则远离引力场的观察者时间T与靠近引力场的观察者时间t存在如下的关系式其中G是万有引力常数,M是天体质量,r是靠近引力场的观察者与天体中心的距离,c是真空中的光速。通过这个公式,我们可以比较一下地球表面的时钟和远离地球的时钟快慢。把各项参数代入上式得到T1.000000000696t,所以如果累积一年,地球的引力会使地球表面的时钟走得比远离地球的时钟慢了0.000000000696243600365.25秒0.022秒。

如果是引力更强的太阳,则这个时间差为66.4秒。此外,我们也可以比较一下地面时钟和卫星时钟的快慢。以GPS卫星为例,这些卫星距离地球表面大约20180千米。通过计算可知,地面时钟每天要比GPS时钟走慢45微秒。考虑到光速高达30万千米每秒,所以如果没有消除引力时间膨胀效应的影响,GPS的定位误差每天累积可达4510^-6300000千米=13.5千米。

白洞是黑洞的反义词吗?为什么

在广义相对论发表后不久,物理学家史瓦西就从引力场方程中得到了第一个解析解,后来科学界就以他名字命名为史瓦西解。史瓦西解里得到一个公式——史瓦西半径公式,这个公式能计算出当一个大质量的天体发生引力坍缩,会成为一个体积无限小的点,而在它周围会形成一个半径区域,在这个区域内逃逸速度就超过了光速,因此在这个半径区域内不会往外产生任何辐射,而任何物质粒子包括光一旦越过这个区域就没有逃离的可能,这个区域半径就称为史瓦西半径,而这个封闭的区域就是史瓦西黑洞。

黑洞这个词是几十年后惠勒起的史瓦西黑洞的边缘临界面被称为事件视界,简称视界。不过虽然这个公式是从爱因斯坦的引力场方程里推算出来的,但对此奇葩结论爱因斯坦的内心是拒绝的,他不认为自然界会产生这种奇葩玩意儿。当时物理学家也纳闷,黑洞这样一直只吸不放,就会一直长大,那不就整个宇宙都会被它吸进去了吗?这不科学啊...然后有人指出,这个黑洞坍缩的过程在相对论里是可逆过程,因为相对论本身具有时间平移对称性,也就是时间反过来它依然成立那会不会黑洞坍缩的过程也是可逆的呢?那么就会有这么一种天体,它跟黑洞相反,它只会往外喷射物质,而不会吸入任何物质,也就是任何外界物质包括光也不能进入它的史瓦西半径范围内。

所以人们把这个和黑洞性质相反的天体叫做白洞,这个白洞就是黑洞的时间反转。黑洞吸进去,又释放出来,这样就平衡了,宇宙也不一定要被黑洞吸进去,因为它长不大...在最初的认识中,天体无法抵抗自身引力坍缩,会直接坍缩成黑洞,因为当时人们除了恒星的热膨胀和电磁力之外,没有找到任何抵抗这种坍缩的方法。直到十几年后的1928年,印度物理学家当时好像还是个学生。钱德拉塞卡根据几年前天才泡利提出的泡利不相容原理计算出,当天体因引力坍缩时,恒星内部的电子被泡利不相容原理排斥,阻止了天体继续坍缩,形成了电子简并态,也就是我们现在所说的白矮星。但是他也发现这种排斥力是有限的。当坍缩天体的质量超过太阳质量的1.44倍时,简并压力无法抵抗引力坍缩,最终会坍缩到一个无穷小的点,于是黑洞又出现了。上图——著名的上帝之眼的中心是一颗看不见的白矮星。几年后,美国物理学家奥本海默指出,电子简并被杀死后,天体还能撑下去。他指出,当电子简并撑不住时,电子会被压入原子核中与核中的质子结合形成中子,然后整个简并天体就会变成由中子组成的超级核。这时候中子简并压力就会做功,天体进入中子简并状态,中子星就出来了。

文章TAG:为什么叫时光黑洞黑洞白洞反义词时光

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