宇宙是什么?黑洞又是什么?二者之間是否存在著某種聯(lián)系呢?
宇宙就是我們所存在的一個廣闊的時空,可觀測宇宙的半徑大約為465億光年,而在可觀測宇宙之外,宇宙到底多大,我們并不知道,而且可能永遠都不會知道。黑洞,是宇宙中客觀存在的一種天體,是一種極具神秘色彩的天體。
黑洞按照質(zhì)量的大小可以分為恒星級黑洞以及星系級黑洞,恒星級黑洞通常是由大質(zhì)量的恒星在主序星階段結(jié)束之后坍縮而成的,黑洞的密度和質(zhì)量決定了黑洞的引力強度,在黑洞的引力范圍之內(nèi),一切物質(zhì)都會被其所吞噬。相比恒星級黑洞而言,星系級黑洞的力量就更加強大了,它們可以主導整個星系的運行,銀河系的中心就有著這樣的一個星系級黑洞,人馬座a*。
星系級黑洞通常誕生于宇宙形成之初。
在宇宙形成之初,宇宙的體積很小,但物質(zhì)總量不變,所以物質(zhì)密度要比現(xiàn)在大得多,星系級黑洞就誕生于那一時期。其實,無論是對于宇宙而言,還是對于黑洞而言,人類所知都極為有限。因為認知的有限,所以關于宇宙和黑洞的一些奇思妙想也就迸發(fā)了出來,其中有一種想法認為宇宙其實就是一個黑洞。
乍一看,這種想法頗有些荒誕主義色彩,而從科學的角度來說,這其實一點也不荒誕,而且還有可能是事實。因為黑洞和宇宙具有很多相似的地方,特別是從時空性質(zhì)來看,兩者具有共性。在宇宙之中,時空是一個整體,任何一部分的時空都不是獨立存在的。舉例而言,我們可以通過六個面來搭建一個矩形空間,但這個空間并不是獨立的。
一般情況下,我們可以進入到任何一個空間之內(nèi),也能夠?qū)⑦@個空間打開與外部空間融為一體,因為整個宇宙的時空本身就是一個整體。
同樣,按照相對論效應,大質(zhì)量的天體擁有更緩慢的時間流逝速度,但它同樣不是獨立的,我們可以進入和離開它的引力范圍。整個宇宙的時空是一個整體,但只有一種情況例外,那就是黑洞,黑洞是一個完全獨立的時空體系,黑洞可以將其視界之內(nèi)的時空與外部時空完全隔開。
這是因為黑洞擁有無限的密度和極高的質(zhì)量,黑洞的逃逸速度超越了光速,任何進入黑洞視界內(nèi)部的物質(zhì)都無法再次逃逸而出。此外,由于引力場的強度會影響到時間的流逝速度,所以在黑洞巨大的引力作用下,它內(nèi)部的時間幾乎是完全靜止的。
無論時間,還是空間,黑洞內(nèi)部都是一個完全獨立的體系,黑洞可以將時空與宇宙的其它部分完全獨立開來。
黑洞獨特的時空性質(zhì)和宇宙本身的時空性質(zhì)極為相似,因為宇宙本身就是一個獨立的時空體系。無論宇宙之外是否存在時空,是否存在其它宇宙,這都不會改變我們的宇宙本身就是一個獨立的時空體系。
所以,從時空性質(zhì)來看,黑洞和宇宙極為相似。黑洞與宇宙的相似之處并不僅限于此。黑洞之所以能夠以黑洞的形式存在,其密度、體積以及質(zhì)量之間是有一定比例限制的,通過黑洞的視界體積,我們可以計算出一個黑洞的密度以及質(zhì)量。那么,這里出現(xiàn)了一個非常有趣的問題,如果我們將宇宙視為一個黑洞,進行相同的計算會得出怎樣的結(jié)果呢?
可觀測宇宙的半徑為465億光年,之所以選擇可觀測宇宙,是因為在這個范圍之外,我們一無所知,我們不知道在這個范圍之外的宇宙有多大,所以那對于我們而言是沒有意義的。
如果一個黑洞的視界半徑達到了465億光年,那么通過計算,這個黑洞的質(zhì)量約為10的80次方克,而宇宙的質(zhì)量恰好如此。同時,按照已知的宇宙物質(zhì)總量來計算,宇宙的物質(zhì)密度與相同體積的黑洞密度也是極為相近的。
當然,這完全有可能是一個巧合,又或者這個有趣的假設是正確的,宇宙真的就是一個黑洞。黑洞的內(nèi)部是一個奇點,而一種理論認為奇點在吸收了過多的物質(zhì)之后可能會發(fā)生爆炸,而根據(jù)宇宙大爆炸理論,宇宙
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