光没有质量,所以引力几乎为零,黑洞把光吸住了,怎么解释?有质量才有引力,不矛盾吗?

在解释黑洞的吸引力时,我们需要先理解引力的本质和光的性质。引力是由物体间的质量或能量密度引起的作用力,而光是一种电磁波,它没有质量,但具有动量和能量。这些概念之间的关系可能看起来有些矛盾,但在深入探讨之前,让我们先了解一下什么是黑洞。

黑洞是一种极端的天体,它的引力非常强大,以至于它们能够使光线在逃离它们的时候弯曲或被捕获。黑洞是由质量非常庞大的物体形成的,比如巨大的恒星或恒星系的核心。当这些物体耗尽燃料后,它们就会塌陷并形成极度紧凑的结构,从而形成黑洞。

现在让我们来解释黑洞如何把光吸住。尽管光没有质量,但是它具有能量和动量,这是由于它的电磁场与电荷粒子相互作用而形成的。根据广义相对论的描述,质量和能量都会导致空间和时间的弯曲,这是由于质量和能量形成的引力场的存在。由于黑洞具有极度强大的引力,它们会扭曲和弯曲周围的时空,从而扭曲和弯曲通过黑洞的光线。

在引力场中,物体的运动速度受到扭曲和弯曲,这被称为引力透镜效应。这个效应使得光线的路径在引力场中发生偏转,从而使我们观察到的星系、星云或黑洞的形状与它们实际上的形状不同。对于黑洞而言,它的引力场是如此之强,以至于光线无法逃脱黑洞的引力场,所以我们看不到黑洞本身,只能观察到黑洞周围的物质被它们吸引的情况。

黑洞把光吸住的另一个重要因素是它们的事件视界。事件视界是一个物体必须达到的最小距离,才能够逃脱黑洞的引力。一旦物体穿过了事件视界,它就无法逃脱黑洞的引力,最终会被吸入黑洞内部的奇点。由于光是一种无质量粒子,它的速度是恒定的,即使是通过引力场传播,它的速度也是不变的。当光线穿过黑洞的事件视界时,它被黑洞的引力牢牢吸住,无法再继续前进,最终落入黑洞的内部。

另外,引力不仅与物体的质量有关,还与其能量和动量有关。光线是一种传递能量和动量的粒子,因此它也会受到引力的作用。当光线经过引力场时,它会受到引力的作用,因此它的运动路径将会弯曲,最终落入黑洞的引力井中。

总的来说,黑洞把光吸住的原因与其强大的引力场有关。尽管光没有质量,但它具有能量和动量,这使得它受到引力的影响。由于黑洞的引力场极其强大,它会扭曲和弯曲周围的时空,从而影响光线的传播路径,使光线无法逃离黑洞的引力。此外,黑洞的事件视界也是光线被吸住的重要因素,当光线穿过事件视界时,它就被黑洞的引力永远困住,无法逃脱。

总之,黑洞把光吸住并不矛盾,因为光线虽然没有质量,但它具有能量和动量,这使得它受到引力的影响。黑洞的强大引力场和事件视界也是光线被吸住的原因。




茫茫宇宙,最快不过光速,最神秘不过黑洞,在现代物理学中,光速和黑洞一直以来都是热门的话题,黑洞是一个密度可以大到连光都无法逃逸的一种天体,可以吞噬一切物质,而光具有目前真空中传播最快的速度。黑洞可以吞噬一切物质, 那为什么连光都无法逃脱呢?



但有质量才有引力,光没有质量,黑洞为什可以吸住光?

先来认识一下黑洞,其产生过程类似于中子星的产生过程,就是说如果一个恒星在准备灭亡时,核心在自身重力的作用下会迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸,而当核心中所有的物质都变成中子时,收缩过程就会立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。

但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,连中子间的排斥力也无法阻挡,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,直到最后形成体积无限小、密度无限大的一种星体。



而正是由于黑洞的体积小密度高,所以它产生的引力场极为强大,以至于任何物质进入到黑洞内,便会被吞噬掉,我们都知道光速可以说是事物的最极限运动速度,达到了3*10^8m/s,但是黑洞的脱离速度竟然超过每秒 30 万公里。

因此,我们可以看出在黑洞面前光速也只能算作“龟速”,众所周知,世界上没有任何东西可以跑得比光还快,但是光都无法离开黑洞的表面,天文学家们也曾断言几乎没有光子能逃脱黑洞的吸引与追捕,任何靠近它的物体都会被吸进去。


并且,我们要知道黑洞的质量是非常大的,没有上限,根据科学家们的探究发现黑洞引力的影响范围的关键在于其黑洞质量的大小,也就是说黑洞的质量越大,其引力的影响范围也就越大,一般来说黑洞的质量都是非常大的,那么引力的影响范围可想而知!


回到问题中,要想搞明白这个问题需要从本质上来理解,首先就是牛顿经典力学的万有引力定律。

万有引力定律是经典力学中的代表,在宏观,低速领域都能完美的解释。

其表达的是:任意两个质点之间都存在相互吸引的力,大小和质量之积成正比,和距离成反比。


按照定义,我们可以得出,引力的作用效果是瞬间产生的,也就是说:引力是超距作用的。

但随着物理学的发展,万有引力定律的弊端也逐渐显现出来,比如万有引力定律无法解释为什么所有的物质引力质量和惯性质量相同等等现象。于是到了1907年,爱因斯坦提出了广义相对论,将牛顿的万有引力定律和狭义相对论进行了推广,从而解决万有引力定律的局限性。


引力的本质

在爱因斯坦的广义相对论中,把引力描述为:引力是质量扭曲时空的几何现象,而且还指出物体会使周围的时空发生弯曲,如果物体质量大,那么造成的时空曲率就越大,反之,物体质量小,所造成的时空曲率就越小,即便是光在经过大质量物体的时候,传播路线也会发生弯曲。

因此,引力的本质就是时空的弯曲。


在物理学中,质量表达的是物体所含物质的多少,其数值并不会因为物体的状态、形状和位置而发生改变,是物体的基本物理属性之一,而光其实是有质量的。

关于光没有质量的这种说法并不准确,实际上应该说光没有静止质量。根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2,光虽然没有静止质量,但它却具有动质量,其质量可以表达为m=E/c^2,在研究微观粒子时(尤其是做粒子对撞实验过程中),就可以这样表述质量的大小。


对于光来说,由光子所组成,而光子从出生时就具有最高的运动速度,并且没有加速过程,这也就是相对论中所说的没有静止质量,但在真空中却有着恒定的运动质量,因此光是有质量的。

黑洞为什么可以吸住光呢?

上面已经说到了光虽然没有静止质量,但它却具有动量。

光是由光子组成,而且其中每个光子都携带着能量,公式为E=hν,当光子以光速运动,就产生了动能,根据质能等价转换E=mc2=hν,我们可以得出单个光子质量是m=hν/c2,也就是说光子也是有“质量”,自然光就会受到万有引力的影响。


我们要知道在物理学中,光总是以直线在时空中前进,但是黑洞作为宇宙内引力最强大的天体,严重弯曲了时空,进而导致每秒30万千米的光在经过黑洞周围时,传播路线也会发生改变,进而被吞噬,严格意义上来说,所谓的黑洞吞噬光,其实就是扭曲。

之前我们已经说了,黑洞是目前我们人类已知的最大引力场,而我们宇宙的本质是几何构造,任何的天体只需要引力达到一定,它就可以对空间进行扭曲,光也会受到万有引力的影响。


这样一来,在空间弯曲后光线也就弯曲了,再加上如果物体的速度达到11.2km/s的第二宇宙速度时候,也可以被称为逃逸速度,那么就能挣脱地球引力的束缚前往太阳系其他天体,但是对于黑洞来说,他的逃逸速度已经超越光速,因此具有动质量的光只能被黑洞吞噬,从而无法逃逸出去。




牛顿和爱因斯坦要是听到这个问题,一定会气的跳出来找你!

牛顿认为光是细小的粒子流,所以说,牛顿不可能认为光没有质量! 爱因斯坦也没有说光子没有质量呀,他认为光子静止时质量为零,可是光子永远以光速运动的,所以说,光子也是有质量的,这个质量叫做运动质量或者相对论质量!

一、光子的运动质量

  • 并不是说光子没有质量,而是光没有静止质量,爱因斯坦将物体的质量区分为静止质量和运动质量,光子的静止质量为零,但不是说运动质量也为零。

根据相对论质速关系方程运动质量是随着速度的增大而增大的。

爱因斯坦还提出了著名的质能转化方程 ,根据质能方程

我们可以算出光子的运动质量!

  • 以红光为例:

红光的波长为:750nm左右

根据 光速=波长×频率

我们就可以计算出红光的频率大概是4×10^14Hz

E=hν h为普朗克常量(6.63×10^-34J•s) ν为频率E=hν=6.63•10^-34J•s×4×10^14Hz=2.652×10^-19J

E=mc²

m=E/c²=2.652×10^-19J/(3×10^8m/s)²=3×10^-36kg

通过计算,我们也能得到,光子的运动质量是3×10^-36kg, 也就是说,并非光子没有质量,光子只是在静止时没有质量,光子是有运动质量的,而且光子一直在运动!

二、引力的本质

  • 牛顿认为任何有质量的两个物体之间都存在引力,所以叫万有引力,引力的大小与两物体质量的乘积成正比,与他们距离的二次方成反比!

  • 随着科学技术的发展,人们发现,万有引力定律适用范围有限,而且也不能解释光线在太阳引力的作用下偏移的现象!
  • 爱因斯坦提出的广义相对论很好地解释了光线在太阳周围偏移的现象! 说明了光义相对论比万有引力定律更进了一步! 爱因斯坦的广义相对论跟牛顿的万有引力定律的区别在哪儿呢?

广义相对论认为,引力的本质其实一种几何效应,其实就是时空弯曲! 任何有质量的物体都会使其周围的时空弯曲,引力的本质就是时空弯曲。

我们举个例子理解一下: 就好像我们在一张平整的弹簧床上放了一个石头,这个床就会向下凹陷,石头质量越大,床凹陷的越历害是一样的!

如果我们在这个凹陷处的跟前放入一个比它质量小的多的石头会怎么样呢?那如果放一个比它质量大的多的石头呢?

是的,小石头会掉入大石头压出来的凹陷当中!

我们可以继续思考一下,如果我们在大石头压出的凹陷边缘,将一个玻璃球以一定的初速度弹出去,会出现什么情况呢?

情况是这样的:速度小、掉下去;速度刚好、一直绕着凹陷旋转;速度大、甩出来!

这下你能理解为什么发射卫星有第一、第二、第三宇宙速度了吗?

  • 那如果中间是一个体积无限小、质量无限大的石头呢,当然压出来的凹陷就特别深、也特别陡,所以一但出现在这个凹陷周围,再大的速度也甩不出来了,玻璃球只能掉下去或者一直在凹陷边缘绕着旋转了!

  • 而黑洞就是这样一个,体积无限小、质量无限大的天体,周围的时空被严重的扭曲,任何物质出现在它周围都只能掉进去,哪怕宇宙中速度最快的光也不能逃脱。

这就是为什么光子也无法逃脱黑洞的原因,其实并不是因为什么引力,引力只是时空扭曲的一种表现形式。




光是多波段的波粒二相体,包括现在已经认识的光子或量子都是波粒二相体,也就是物质与能量的混合交融体,所以光有质量,只是人类目前的技术无法检测出它的质量,只是认为光没有质量,或者假设光没有质量。

光被黑洞吸入之后,随着黑洞吸入的物质越来越多,温度和内部压力不断升高,当其温度达到某一值时,例如5000亿摄氏度以上时(大部分黑洞达不到这个条件,就只能永远以黑洞的形式存在),黑洞内部的所有物质,包括光子和量子,开始向能量转化,最终形成宇宙大爆炸前的状态,奇点,也就是一颗纯能量球。这时才是真正的没有质量了。

还有一点需要指出,我们现在定义宇宙,不是真正的宇宙,它太小,真正的宇宙要比它大的多得多。

我们现在定义的宇宙只是真正宇宙中的一个星系。

无论是黑洞还是“奇点”都只是真正宇宙中的一颗超大星球,这个“奇点”大爆炸后才形成了我们现在定义的所谓宇宙。

我们现在定义的这个所谓宇宙有多大呢?在“奇点”形成之前的超大黑洞,具有极强大引力,只要是在它引力范围内的所有物质,包括大大小小的星球或小星系以及小黑洞都会被它吸入。所以现在我们这个星系周围还存在的黑洞就是当年未被吸入的黑洞,也就是我们现在所定义的这个所谓宇宙(实为星系)的边界。




黑洞是真实存在的,因为已经被各种现象所验证,尤其最近“拍出来”黑洞照片。



这个黑洞由于质量巨大,因此带动空间扭曲旋转,有个巨大吸积盘,而且还会自旋。目前算出来M87中心的超大质量黑洞的质量是太阳质量的65亿倍。吸积盘的不对称形状表明黑洞的南边更接近我们,这也是人类第一次获得黑洞的自旋信息。本次没有证实霍金的霍金辐射。

根据广义相对论,引力就是质量造成空间弯曲,因此光的传播也会弯曲,这样引力达到一定大,光就无法传播出来了,形成了黑洞。

然而相对论的说法却有二个解释不了的悖论:

关于黑洞悖论

最主要有个黑洞悖论:相对论认为引力质量等效于惯性质量,引力周围的空间都等于拥有一定加速度的弯曲空间,假如黑洞是闭环的弯曲空间,连光都逃不出来,什么都逃不出来,那么黑洞会吞噬所有遇到的东西,那么随着时间的推移,黑洞会吞噬所有遇到的一切,加上质量比太阳大二倍以上的恒星死亡后都会变成黑洞,一个宇宙里的黑洞本来就数量庞大会有千亿个,单单银河系最终死亡后会成为黑洞的恒星都有一百五十亿颗,而因为时间是无限的,黑洞们迟早会遇到所有东西,那么现在宇宙中除了各种黑洞应该已经没有其他星球,但是现在已经经过了无限的时间还有那么多各种星球,说明黑洞封闭弯曲空间理论确实存在悖论呀!

当然也有人争论说时间不是无限的,因为宇宙才138亿年,但是就算本届宇宙只有138亿年,然而本届宇宙大爆炸之前,根据物质不灭定律:物质无法被创造,也无法被消灭,只能从一种形态转化为另外一种形态,还有能量守恒定律:不论物质形态怎么变化,总能量必然保持不变,宇宙物质之前就必然一直存在,因此与之对应的时间仍然是存在的,因此可以推导出时间就是无限的

宇宙大爆炸悖论

除此之外,宇宙大爆炸本身对相对论就是一个很大否定,因为大爆炸之前的宇宙奇点,质量奇大,比所有已知黑洞合起来还大,在巨大引力作用下,空间是弯曲封闭的,什么都出不去,怎么会爆炸开来呢?其次,大爆炸以后,观测到的各个星体的相对飞行速度远大于光速,目前宇宙年龄138.2亿,但是观测到的宇宙直径已经有900亿光年之大,那也就是星体相对飞行速度已经达到光速三倍以上,什么样的力量让宇宙星体相对飞行这么快呢?很明显,相对论并不能解释这些。这个是坚信相对论的人最痛苦所在。

总之相对论空间弯曲理论并不能完满解释黑洞现象。

新思路

今天换个思路来探讨黑洞的来源,反而能够圆满解释黑洞存在的原因。

大家知道光线从太阳表面飞到地球是八分钟,但是从太阳内部飞到太阳表面却需要几百万年,为什么呢?因为太阳内部密度太大了,光的传播速度就变得很慢很慢。

光是一种电磁波,在不同介质里速度是不一样的,在真空里最快,在空气里就慢很多,在水里就更慢,在玻璃里比水里还慢,在玻璃里光速变慢了三分之一之多,就是因为不同媒介的密度不同导致的。同一个介质,不同波长的光速还是不一样呢,这个就是菱镜多彩光谱的原理。

光子在太阳内部传播慢,另外一个说法是因为密度大,光子不断撞上各种微粒子比如质子、中子、电子等,被吸收又再度发射,总之也是路途坎坷,经过数百万年才能从太阳内部到达表面。

由波长的公式λ=v/f,其中v是光在介质中的传播速度,f是的频率, 而光速v是由介质决定的, 在不同的介质中光的传播速度是不同的, 而f则是由振源的振动频率所确定的, 所以, 光的波长和介质有关系。

v=λ*f,波在传播过程中,频率不变。v也就是速度是由介质决定。 光的波长和介质有关系为 λ=λo/n。 λo为真空波长,n为折射率。

太阳内部介质的折射率非常高,因此电磁波波长统统变得很短了,速度也变慢了几千倍到几万倍。

那么比太阳质量大几百倍、几千倍、甚至几万倍的黑洞,内部密度大的惊人,折射率也高得惊人,光速就变得更慢了,光速变慢是因为波长变短了,但是频率不变,光从内部需要几亿年甚至几十亿年才能传到超大星体表面,在这几亿年漫长的传播的过程中,光子不断撞击各种微粒子,能量又被介质吸收了,这样对于外界来说,就是啥也看不见了,黑黑一团。类似的现象地球上也有:阳光从太平洋表面射到洋底,中途早就被海水吸收掉了,洋底也是黑黑一片。

就算背后别的恒星的光线经过该黑洞,光线速度也会变得奇慢无比,要几百万年甚至几亿年才能传播过去,在这个漫长的传播过程中能量还被黑洞介质不断吸收掉,自然从外界就看起来黑黑的。

关于星光实验

100年前也就是1919年的星光实验,通过观测日全食周围的星星,发现星星位置比没有太阳的时候发生了偏移,被认为验证了相对论的恒星引力导致光线弯曲理论,但是星光实验实际上不用相对论也能解释:夕阳西下的时候,太阳明明已经落到地平线以下了,可是我们还能看到,为什么?因为大气层的折射作用,把阳光弯曲了,所以太阳看起来就比实际位置偏高了。星光实验道理与夕阳相同,太阳边上实际并不是真空,而是太阳风等辐射出来的物质,太阳质量越大,周边空间物质的折射率就越高,一样造成光线折射哦。



光从真空射入介质发生折射时,光在发生折射时入射角与折射角符合斯涅尔定律(Snell's Law)。入射角i与折射角r的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”,简称“折射率”。 公式:n=sin(i)/sin(r) ,这条公式被称为斯涅尔公式。所以得知入射角和折射角就可以算出太阳周边的折射率,之后就可以用来预测星星的偏移量了。不同波长的光的折射率还不一样,可见光折射率通常随着波长的减小而增大,即红光最小、紫光最大。因此日全食的时候,太阳周围星星应该会变红,因为红光波长较长会优先折射过来,正如太阳升起的时候先看到红光,越靠近太阳就应该越红。



以上为日全食照片。

以下为2013年11月3日捷克数学家、摄影师Miloslav Druckmüller在非洲日全食拍的真实高清照片:


这些奇怪的红色很明显不是太阳自己的阳光正常颜色,而且月球是个固体,没有任何空气,也不会造成折射。唯一能导致折射的就是太阳自己了。

再看一张照片,太阳偏了一点,漏出来的是正常阳光,金黄色:



我收集了很多日全食照片,发现全都有太阳周边星星变红现象。但是日全食的时候,太阳周围星星包括光线会变红却无法由相对论来解释,因为相对论认为太阳质量造成空间弯曲,那么不同波长的光沿着同样的曲面飞行,不应该有不同曲率,毕竟光速在真空中速度一样。其原理类似于在太阳上空抛射二个不同大小石头(光也被爱因斯坦视为光子),但是速度相同,那么他们应该以同样惯性弯曲度飞行,而不是有任何不同。因此日全食太阳边上星星和光线变红现象就否定了相对论的解释!

以下为爱因斯坦原始计算:1916年爱因斯坦根据完整的广义相对论对光线在引力场中的弯曲重新作了计算。他不仅考虑到太阳引力的作用,还考虑到太阳质量导致空间几何形变,光线的偏角为:α=1″.75R0/r,其中R0为太阳半径,r为光线到太阳中心的距离。 1919年日全食期间,英国皇家学会和英国皇家天文学会派出了由爱丁顿(A.S.Eddington)等人率领的两支观测队分赴西非几内亚湾的普林西比岛(Principe)和巴西的索布腊儿尔(Sobral)两地观测。经过比较,两地的观测结果分别为1″.61±0″.30和1″.98±0″.12。科学家们把当时测到的偏角数据跟爱因斯坦的理论预期比较,认为基本相符。然而,测量结果并没有与爱因斯坦的预测一致,因为不同地方测出来的偏角居然不同。按照爱因斯坦理论,偏角应该一样,因为太阳质量是固定的,太阳半径也是固定的,星光偏角只与距离太阳中心距离成反比。因此爱因斯坦相对论既无法解释星星偏角不同,更无法解释不同波长的光折射不同。

而按照太阳风造成的折射透镜理论,则非常容易解释,因为太阳的核聚变激烈,喷射出来的太阳风不稳定,导致太阳周边的太阳风稀薄度也经常变化,因此折射率也经常变动,星星偏角也就会有不同了。

引力透镜

对金牛座阿尔法星的锂吸收光谱在太阳引力作用下弯曲的观测结果表明,太阳边缘的引力透镜效应要比广义相对论理论计算的要高出一倍。但是使用太阳周边物质折射理论进行计算,则可以完全吻合。因此广义相对论未必是真相。

所以,所谓的空间弯曲,很可能只是误解或者错觉而已,最多算一个表面现象,但是肯定不是原因,就好比自由落体和行星运动定律都只是现象而已,背后原因其实是万有引力和力学定律。就好比,在以前,人们认为力是产生运动的原因,惯性定律发现以后才发现力(阻力)才是减速的真实原因。在以前人们认为有离心力的存在,在万有引力定律发现以后,才发现离心力根本不存在,只是惯性而已。

现在完全不需要空间弯曲的概念,已经能够全面解释黑洞和恒星折射现象。

而相对论的黑洞理论完全忽视了光作为电磁波在超高密度介质里速度变得奇慢的事实,这难道不是巨大疏漏么?

介质密度大则电磁波衰减快,在生活中很常见,一堵墙就可以把无线电电磁波隔得差不多,如果是密度更大的铁板,则电磁波比如Wi-Fi信号可以隔得更彻底,而光也是电磁波的一种,自然也受到类似影响,更何况黑洞的密度远大于铅板。

黑洞密度有多大?

那么黑洞的密度有多大呢?大家知道中子星因为质量大,连原子结构都塌陷没了,只剩下中子,纯中子组成了中子星,密度是太阳的几千倍,但是还不够形成黑洞。黑洞需要好几个中子星的体量才能形成,质量之大,连中子都塌陷没了,可能是夸克组成了,这种密度是铅板的几亿倍都不止,也就是折射率可能是铅板的几亿倍,所以电磁波的速度可能降低到每秒一厘米甚至每秒一毫米不到

黑洞未来是什么?

根据本文理论,还可以有个推论,就是黑洞的未来是什么?

黑洞的未来,根据相对论是没有未来的,因为空间都弯曲了,像个封闭的迷宫,光线都逃逸不出来,其他物质更是逃逸不出来,因此没有什么未来。

而实际上,黑洞只是物质密度太大,光传播速度慢、周期长,因此把光都吸收了。根据能量不灭原理,这些光能都被黑洞存储起来了,等到积蓄到一定程度,也许是几千亿年的积蓄,就会大爆发,偶然一个局部的爆发就会触发整体的大爆炸,这个大爆发也许就是新一轮宇宙大爆炸,也可能只是超新星爆发,取决于黑洞的规模。重元素(如果还有的话)和密集的微粒子在超大高爆炸能量的作用下重新裂变为轻元素,然后产生新的银河系和新的恒星,新的宇宙因此诞生。其中一部分重元素来不及裂变就被抛射出来,就构成了后来的行星来源。

然后新宇宙里的恒星重新开始聚变,最后经过上百亿年,能量耗光,再次有可能出现黑洞,如此周而复始,循环无穷。

以上理论更接近于现实,而不是黑洞弯曲了空间因此吞噬一切不再释放。

关于霍金辐射

霍金辐射说黑洞视界外的空间偶尔会产生正反粒子,当反粒子飞入黑洞而正粒子飞离黑洞的时候,就相当于黑洞质量减少了,这个现象叫霍金辐射。我认为这个只是正常宇宙现象,并不能让黑洞质量减少,因为首先宇宙中随机产生的正反粒子,飞行方向是随机的,反粒子飞向黑洞的概率和正粒子飞向黑洞的概率是一样大的,而正粒子飞向黑洞会导致黑洞质量变大,两者抵消,统计上对黑洞质量没有任何影响;其次宇宙随机产生正反粒子的概率太低了,对黑洞这样体量的星体,比海水蒸发对太平洋的影响还要小很多很多倍,再对比黑洞每年吞噬的星体和能量,霍金辐射完全可以忽略不计。这也是为什么霍金辐射迄今为止没有任何验证的原因。

宇宙大爆炸的前身是如何产生的?

黑洞只要在正常宇宙中飞行,必然要吸收大量的物质,质量的增加远大于偶尔的反物质湮灭,因此质量只会越来越大。

根据引力场方程的史瓦西解,黑洞的史瓦西半径或者说视界半径的计算公式如下:



其中,G和c都是常数,前者是万有引力常数,后者是光速。因此,黑洞的视界半径r只与质量M有关,两者为正比例关系,质量越大的黑洞,其视界也越大。

因此随着时间推移,相对应的黑洞视界也越来越大,黑洞所占空间越大,吞噬也越来越快,终于有一天,最后的黑洞视界大到以至于覆盖整个宇宙(当然宇宙有好多个),最终形成宇宙奇点,也就是宇宙大爆炸的前身。

以上说法实际上也是有数据支持的, 根据多种天文观测结果,天文学家们计算后发现整个可观测宇宙的质量大约为6×10^53千克,那么我们如果把这个质量视为一个超大黑洞的质量,根据前文的史瓦西半径公式计算,它的半径恰是400多亿光年,那么直径也就是900亿光年左右了,和我们目前的可测宇宙是一样大小的。也就是说当黑洞吃掉了整个宇宙,那么其史瓦西半径正好与目前整个宇宙半径一致。这个可怕的一致很可能并不是巧合!正好揭示了宇宙大爆炸周而复始的真相!

总结一下,新理论认为引力对光没有作用,也不造成空间弯曲,但是巨大的引力却对黑洞介质产生了影响,黑洞介质密度非常巨大,介质折射率非常巨大,导致电磁波波长变短,速度变超级慢了,电磁波的传递速度甚至可能降低到和蜗牛走路速度差不多,因此“蜗牛”速度的光要传递几亿年才能穿过黑洞,途中能量早被高密度的介质比如夸克所吸收了

根据这个理论,黑洞由于不是封闭的弯曲空间,因此吸收到足够能量后,就会发生大爆炸,产生新的恒星、行星,而不是如相对论所预言的永久存在。同理宇宙大爆炸也是可行的,因为宇宙奇点并没有弯曲的空间,只要能量吸收足够大,超过大爆炸临界点,就能发生宇宙大爆炸。

宇宙大爆炸临界点

那么宇宙大爆炸的临界点多大呢?是不是要等黑洞吃掉了整个宇宙之后才发生大爆炸呢?

宇宙大爆炸临界点就是当黑洞或者说宇宙奇点吸收的总能量达到或大于大爆炸所需要的能量阈值,就必然发生大爆炸。能够克服黑洞引力的永远只有能量。

这个阈值是多大呢?我提出一个假想公式,就是:

Ethreshold = bMC^2

E代表能量,threshold是阈值,M是黑洞质量,C是真空中光速,b就是黑洞大爆炸常数。可见大爆炸阈值与黑洞质量成正比。

黑洞与黑洞合并,不会发生爆炸,因为总质量变大了,阈值变大了。黑洞吃掉中子星,也不会爆炸,因为中子星增加了黑洞质量导致阈值变大了但是带来的能量太少。黑洞吃掉恒星也很难爆炸,因为恒星的体量与黑洞比起来太小了,恒星增加的能量太小通常无法达到阈值。结果就是黑洞不断吞噬但是却无法达到爆炸阈值。 这样发展下去,最终就是黑洞会吞噬掉整个宇宙,其黑洞视界越来越大,达到了整个宇宙的边缘。

那么有没现象呢?TON618黑洞就是一个距离我们104亿光年的巨型黑洞,质量在100亿年前就达到了660亿太阳质量,那么现在过了一百亿年,应该已经达到几千亿甚至一万亿太阳质量,其视界比银河系还大很多。



但是如果黑洞长时间吃不到东西,比如在未来已经吃掉了整个宇宙,没有东西可以再吃了,那么质量无法增加,阈值保持不变,这时候黑洞只要长时间吸收宇宙背景中的电磁波和高能粒子,就会能量不断增加,最终总归会达到大爆炸所需要的能量值,就必然发生宇宙大爆炸。这也是为什么大爆炸会发生于黑洞吃掉了整个宇宙之后,而且其必然会发生的原因!

除了以上情况,如果一个小的黑洞遇到一个巨大的反物质星球,大家知道反物质碰撞到任何物质都会湮灭,质量消失,转为能量,黑洞吞噬反物质后质量变小,爆炸阈值会变小,同时反物质湮灭释放出来巨大能量,这时候有可能达到爆炸阈值,就会发生小黑洞爆炸事件,规模远超所有超新星爆炸,相当于一个缩小版宇宙大爆炸。这个现象值得好好观测,因为反物质星球也是存在的。只要黑洞爆炸事件被观测到了,就能验证本理论。

还有一种可能是,当一个小黑洞正好能量已经吸收到接近阈值的时候,遇到了附近一颗超新星爆发,超新星爆发的能量被黑洞吸收后正好达到阈值,那么就会引发小黑洞爆炸,其原理有点类似氢弹中核裂变释放能量触发核聚变一样,只不过规模更大了亿亿倍。

蓝巨星爆发或有可能是小黑洞爆炸

极有可能是小黑洞爆炸的事件是ASASSN-15lh,这场特大超新星爆发出现在28亿年前,在2015年6月14日的自动化巡天调查中被位于智利的美洲天文台观测,捕捉到超新星爆发图像后的第九天,其亮度达到峰值,是普通超新星爆发的一百倍,最高亮度相当于5700亿个太阳。如果这个数字还不能让您感到吃惊,那么想象一下,整个银河系千亿颗恒星的总亮度也不过是它亮度的二十分之一。它剧烈爆发所产生的抛射物中探测不到宇宙中含量最为丰富的氢元素和氦元素。除了爆发强度惊人外,它的温度也远高于其他极亮超新星。前五十天释放了1.1×10的45次方焦耳能量。而且第九十天开始再次变亮,发出蓝光和紫外光,成为一颗蓝巨星,持续到120天。目前的超新星理论无法对它的爆发机制和能量来源给予令人满意的解释。众所周知,像太阳这样的恒星,到了流浪地球的晚期会爆发成为红巨星,然后因为质量小会塌陷成为白矮星。比太阳大1.44倍以上的会塌陷为中子星,比太阳大七倍以上的才会塌陷为黑洞。任何再大的恒星爆炸也无法达到ASASSN这么大的能量,而中子星又缺少能支撑爆炸的能量,尤其大恒星生命后期爆发后能量耗尽,要么变成中子星(包括磁星),要么变成黑洞,绝对不可能再次变亮,这基本上肯定是一起小黑洞爆炸事件,值得深入研究和分析。






蓝巨星ASASSN爆发为什么是蓝色的呢?

该蓝巨星再发光的时候是蓝色的,尤其以紫外线为主,这和常见的红巨星截然不同,说明它们很可能属于不同现象。

经过思考,我认为唯一可能是该蓝巨星是黑洞爆炸的结果。很可能第一次爆炸是普通超新星爆炸,但是超新星爆炸给附近的小黑洞提供了足够能量,正好引爆了黑洞爆炸引起了再发光。前文已经指出,小黑洞爆炸会产生微型的宇宙大爆炸,而宇宙大爆炸的特征就是空间膨胀,在黑洞爆炸的巨大能量推动下,空间发生了快速膨胀,但是由于该巨星离我们28亿光年,因此以地球为视角,它所产生的空间膨胀是朝我们方向过来的,这样该空间所有物质都高速(接近光速)飞向我们,造成了“蓝移”,因此就变蓝了。而蓝移的公式很现成,就是多普勒效应公式。如果有详细的蓝移数据,我们可以推算出这次大爆炸导致的空间膨胀速度。

除此之外,黑洞里本来就没有氢和氦,因此观测不到这两个元素很正常,但是普通超新星爆发必然会有丰富的氢和氦。

因此,蓝巨星ASASSN爆发很可能正好验证了本文的理论

科普:红移、蓝移与多普勒效应

再科普一下红移与蓝移概念:是由光的多普勒效应造成的。当你用望远镜观察一个高速远离地球的天体时,它的光谱(说白了就是颜色)就要向红色方向移动,就是红移;当观察一个高速靠近地球的天体时,它的光谱就要向蓝色方向移动,就是蓝移。

多普勒效应主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高(蓝移blue shift);在运动的波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低(红移red shift);波源的速度越高,所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度,可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

根据光谱的蓝移,使用多普勒效应公式就可以计算出光源的速度,也就是本次爆炸所产生的空间膨胀的速度。

谁拥有数据呢?

资料显示,美国的Peter Brown及其同事通过利用美国宇航局斯威夫特探测器和哈勃太空望远镜提供的数据详细地研究了ASASSN-15lh。如果没有斯威夫特探测器就无法完成这次检测,因为ASASSN再发光主要都是紫外光。光学观测得到的只是一定的可见光波长范围,这对ASASSN-15lh来说将错失大部分的通量和清晰的再发光。哈勃和斯威夫特是唯一能获得紫外光谱的望远镜。紫外光谱只能在太空中观测到,因此地面的天文望远镜都观测不到。希望能够接触到那些具体数据的科学家能够按照新理论进行分析计算一下。

黑洞爆炸的原理

前文已经指出,当黑洞吸收的能量达到阈值的时候,黑洞会出现爆炸,那么原理是什么呢?

黑洞里的物质结构之所以塌陷,是因为物质能量低而引力超级大,但是当黑洞物质吸收到足够能量后,物质就会有向外飞行的趋势,就好比一个被铁链绑得死死的怪兽,当怪兽吸收了足够能量,它终于有能量冲破铁链的约束,飞向外面。

能量造成向外运动趋势,我给取个名字,叫膨胀力。我们生活中的几乎所有动力都是由膨胀力产生的,比如汽油发动机,就是燃烧汽油造成油气膨胀推动马达运转,最早的蒸汽机也是烧锅炉导致蒸汽膨胀产生运动,而核电站是核裂变释放热量加热水产生蒸汽,也是通过蒸汽膨胀来实现动力。科学家们总结了四种作用力,其中有万有引力、电磁力、强作用和弱作用力,却没有膨胀力,但是膨胀力却是客观存在的,热胀冷缩,只要加热就必然发生膨胀。膨胀力被长期忽视了,实在是不应该,举个例子,火药点燃会爆炸,肯定也是力推动四分五裂,但是这个力肯定不是电磁力,也和万有引力、强作用、弱作用没什么关系,而是化学反应释放热能,热能导致分子、原子剧烈运动产生热膨胀,膨胀力导致。

同理,黑洞的物质不断吸收能量,必然也会产生膨胀力,当膨胀力大于引力,就会导致黑洞一部分物质飞离黑洞。

一旦一部分黑洞物质飞向外面,那么黑洞中心的质量就减少,引力也就减少,相当于铁链越来越松了,那么在膨胀力作用下越来越多的物质就会飞向外空,导致黑洞中心的引力会急剧减少,这样黑洞吞噬了几亿年到几百亿年,甚至几千亿年的物质失去引力约束,在膨胀力作用下瞬间都弹射出去,也就产生了所谓“空间膨胀”。黑洞质量越大,大爆炸的时候膨胀速度就越快。而且由于黑洞中心的质量不断减少,引力也急剧下降,膨胀速度确实会越来越快,与我们现在观测到的宇宙膨胀加速进行是一致的。

而这些物质都是实体,它们在真空中的相对速度是可以超过光速的,光无法超过光速是因为光是一种波,也就是电磁波,速度受制于介质,等于频率乘波长。声波也是一种波,速度也同样受制于介质,但是以超声波速度运动的导弹飞机都不少了。

实际上超过光速的现象很多,比如海水中,光就不是最快的,因为海水里的光速下降了很多,只有22.5万公里/秒,而大海里的中微子就不受海水影响,仍然以接近真空中光速运动,也就是比光速快了7万公里/秒。可见实体超过光速的现象其实是存在的。

实体速度超过光速,在宇宙中比比皆是,比如宇宙才诞生138亿年,而宇宙直径已经900亿光年,大多数星体都以超过光速相对飞行,甚至宇宙的原点,也就是宇宙大爆炸的起点,我们也永远看不到,因为根据哈勃定律v=H0*d,超过134亿光年已经远离速度达到光速,而宇宙原点离我们已经138亿光年,因此银河系正以超过光速远离宇宙原点,宇宙原点发出的光离我们只会越来越远,只是我们思维受制于相对论,不敢承认运动可以超过光速而已

除此以外,类星体的超光速膨胀(superluminalexpansion)也表明,有时候类星体以超过光速向我们靠近。

根据相对论,速度接近光速质量会变无穷大,这个公式看起来也是不符合事实的。

暗能量

科学家们为了解释宇宙加速膨胀,引进了暗能量概念。暗能量均匀地充满了整个宇宙,密度很小,只有10⁻²⁹g/cm3,因而我们的设备几乎没有可能直接发现它。除了均匀之外,暗能量的另一种性质是具有负压,也可称为排斥性的万有引力,造成宇宙时空整体被“吹涨”,从而形成加速膨胀。

暗能量存在的观测证据除了1998年对Ia型超新星的测量外,还包括引力透镜、微波背景辐射、WiggleZ计划对银河系附近20万个星系红移量的测量以及光子通过引力势阱时的萨克斯-瓦福效应等。2013年,普朗克卫星测量表明,宇宙由68.3%的暗能量、26.8%的暗物质、及4.9%的正常物质组成。

目前关于暗能量的理论非常多,目前还没有定论,不过,暗能量和我们所说的膨胀力很契合,都是斥力,也就是让宇宙膨胀的力。

类星体

1960年,科学家们陆续发现了类星体,类星体的发光能力极强,远比普通星系强数千百倍,因此类星体又有“宇宙灯塔”的称号。更令人感到吃惊的是,类星体的体积都非常小,甚至有的类星体直径不足普通星系的十万分之一,甚至百万分之一。 那么为何这么小的体积内会拥有这么强大啊能量?这个问题至今困扰着科学界,各种说法接踵而来,有科学家认为其能量来源于超新星的大爆炸,并猜测其体内每天都有超新星爆炸,因此,持这种说法的科学家认为类星体中心有一个可怕而且巨大的黑洞。

当然,这并不是最令人感到吃惊的,更令人感到吃惊的是,经过研究表明类星体的速度居然超越了人类现在所能发现的光速。这个发现来源于那颗最亮的类星体“3C273”,通过不断观察发现,在其内部有两个辐射源,并且它们还在逐渐分离,分离的速度是惊人的,可以达到每秒二百八十八万公里,要知道,这种速度是光速的9.6倍。其亮度更是高的惊人,是太阳的四万亿倍,而且也偏蓝



根据本文理论,类星体很可能就是黑洞爆炸形成的,满足了体积小、能量大、膨胀速度快(甚至超过光速)三个要点。

宇宙膨胀悖论

很多人认为宇宙膨胀会一直加速下去,这样整个宇宙最终会变成死寂的世界。其实这个也是个悖论,假如宇宙膨胀会一直持续,不会逆转,那么经过无数多的时间,现在宇宙应该已经进入死寂了,但是我们的宇宙仍然生机蓬勃,这个就是宇宙膨胀悖论

凡是有悖论的则必然不是真相,因此宇宙膨胀必然会发生逆转,也就是会存在宇宙收缩

宇宙收缩

根据前文推理,宇宙膨胀必然会随后发生宇宙收缩,这是为什么呢?

这是因为宇宙膨胀是在宇宙奇点超级黑洞吸收了足够能量后,膨胀力超过了万有引力,导致发生宇宙大爆炸。

宇宙膨胀的过程中,膨胀力本身在做功,功就是消耗能量的。大家肯定记得,功等于力乘以作用距离,宇宙膨胀过程中作用距离越来越大,那么功就越来越大,根据能量守恒定律,必然要消耗同等的能量,因此宇宙的能量也被膨胀所消耗了很多。

再加上包括太阳之内的各种恒星都不断燃烧,释放掉各种能量,宇宙的能量进一步被释放掉。

而膨胀力与宇宙的能量成正比,这是我推导出来的另外一个假设公式:

Fe = KEu

其中Fe就是膨胀力,e代表膨胀,Eu是宇宙能量,u代表宇宙universe,K是宇宙膨胀力系数。

当宇宙能量越来越少的时候,膨胀力也越来越小。最终,膨胀力会低于宇宙中心的万有引力,宇宙就开始进入宇宙收缩阶段了。那时候,各个星系的大恒星们都已经燃烧完,很多变为黑洞,黑洞与黑洞互相吞噬,再加上被宇宙中心所吸引,整个宇宙发生逆转,开始宇宙收缩。宇宙收缩的最终结果,就是宇宙中心的一个超级大黑洞吞噬了整个宇宙,回到了奇点,这个就是宇宙奇点的来源。之后奇点不断吸收宇宙中能量,重新开始大爆炸。

总结:

本文指出了黑洞悖论以及宇宙大爆炸悖论,这些是相对论无法解释的,进而重新解释了黑洞中光无法逃逸的原因,是因为光的传递速度变得奇慢且黑洞介质吸收能力强。本文对星光实验进行了新的解释,并指出相对论无法解释为什么日全食的时候太阳边上星星和光线会变红。本文进一步重新解释了宇宙大爆炸的起因,并预言宇宙最终又会被一个超大黑洞所吞噬,其史瓦西半径正好与目前可测宇宙半径一样大,并且在吸收足够能量后会再次发生宇宙大爆炸。此外还预言了小黑洞和反物质星球碰撞会发生小黑洞爆炸现象,小黑洞附近超新星爆发也有可能触发小黑洞爆炸,并找到了很可能与之对应的蓝巨星ASASSN爆发!并且能量巨大的类星体唯一能解释的能量来源就是黑洞爆炸。此外,还推论,实体运动速度是可以超过光速的。同时,认为“膨胀力”(量子力学也可能称之为暗能量的斥力)作为第五种力,值得深入研究,是宇宙大爆炸的原动力。

最终,又推导出宇宙膨胀会随后发生宇宙收缩。

根据本文分析,之前大家认为黑洞、宇宙大爆炸、星光实验、引力透镜都是相对论的验证证据,现在经过再度深入研究,发现他们反而成为相对论的否定证据!

要知道真相都存在于细节中,任何一个无法解释的矛盾就说明这个理论多半就不对。

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页面更新:2024-02-23

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