在目前对黑洞的研究中,最大的谜团是不存在中等质量的黑洞,即质量在1001万个太阳质量之间的黑洞。简而言之,广义相对论的一些解允许宇宙中存在虫洞。虫洞的每个口都是一个黑洞,但其中一个黑洞的质量为负,也叫白洞。因为黑洞是大恒星坍缩形成的,当然有质量,黑洞的质量集中在奇点。

黑洞的中心是一个奇点,奇点没有体积,但是有质量,那它还是物质吗?

黑洞的定义是其表面逃逸速度大于光速的天体。这说明了黑洞首先是一个天体,天体就是物质,包括里面的一切都是物质。其次黑洞里面有没有奇点并不重要,奇点并不是必须存在的。理论上存在一个叫夸克星的天体,它是由奇异物质组成,有说奇异物质就是奇夸克,有说是一种叫做H双重子的粒子,具有六个夸克,其中有两个奇夸克。奇异物质具有引力负压和负质量,是物质的一种分类。

一些足够大的夸克星表面的逃逸速度就大于光速,按照定义,这样的夸克星就是黑洞,这类黑洞中心没有奇点,这类黑洞密度还是比较均匀的,中心是由一些超子组成的双重子,它们或会溶解于夸克胶子等离子体中,或变成某种未知的状态。所以这类黑洞中心类似于奇点是实实在在的物质。传统的史瓦西黑洞中心有一个奇点,由于它是一个不自转的静态黑洞,所以它不存在内视界,奇点外只有一个视界。

因为黑洞就是由大恒星坍缩成的,当然有质量了,黑洞的质量都集中在奇点。不过黑洞的奇点不能与宇宙大爆炸的奇点比,宇宙大爆炸的奇点是一个密度无限大全宇宙的物质集中于一点时空曲率无限大体积无限小的东西。而黑洞奇点密度不一定会无限大,黑洞有有限的质量,那它的体积也不一定会为0V=m/,只不过很小而已有点蜷缩,由此可见黑洞奇点是个体积很小很小的有质量实体,是实实在在的物质。

黑洞会死亡吗?为什么而死亡?

黑洞最终也会消失,这是著名物理学家霍金最重要的发现。让我们来看看黑洞的一生吧。黑洞的诞生当一颗足够大的恒星死亡之时,也就是黑洞诞生之时。恒星的命运和它的大小密切相关,当恒星的核心部分,逐渐耗竭它的核聚变燃料,再也无法抵抗引力的收缩时,恒星就会首先发生坍缩,然后引发一场前所未有的巨型核聚变产生的大爆炸,在生命的最后瞬间释放大量能量。

这次爆炸将让恒星失去它的外层气体,但其核心将被保留下来,依质量的不同而成为白矮星中子星和黑洞,这完全取决于核心的质量究竟有多大。图示超新星1987A,据估算它将产生一个中子星或者黑洞,它距离地球18,6000光年,其爆发的光芒在1987年2月23日到达地球,是开普勒超新星观察计划启动后,观察到的第一颗超新星,因此被命名为1987A。

图片来源ESO / L.成长黑洞通常不会永远保持相同的大小。它们会吸引在它们引力范围内的一切物质,甚至直接吞噬恒星,这种天文级别的事件,让人胆颤心惊。黑洞最有效地成长的方式就是吞噬周围的气体和恒星,或者黑洞彼此融合,在这个国耻他,逐渐成为为超大质量黑洞。而每一个星系的中心很可能都存在一个超大质量黑洞,其质量大概有我们太阳的百万倍之多。

当两个黑洞合并时,会辐射出引力波,2015年,LIGO 首次观察到了两个黑洞的合并所释放的引力波。图示当前对黑洞的研究中,最大的谜团时,没有发现中等质量的黑洞,即质量介于100100万太阳质量之间的黑洞。目前仅观察到普通黑洞低于100个太阳质量和超大质量黑洞百万太阳质量,这是件奇怪的事情。

在斯蒂芬·霍金去世或黑洞消失之前,没有人认为黑洞会消失。它们似乎永远存在,但经过霍金的研究,他提出黑洞最终会消失,这个过程是通过霍金辐射实现的。关键点涉及到真空中粒子的波动。根据量子力学原理,霍金预言了真空中不断产生和消失的虚粒子对的存在。这些虚粒子对,在普通真空中出现又消失,似乎毫无意义。


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