宇宙大爆炸前也是一個黑洞,這是否證明黑洞也是有可能爆炸的?

宇宙大爆炸前也是一個黑洞,這是否證明黑洞也是有可能爆炸的?

科學家們通過宇宙不斷膨脹的事實,通過時間的反推認為存在一個時間和空間的起點,現有宇宙中的所有物質都來源于這個點,這個點被稱為“奇點”。而黑洞的中心也有一個類似奇點的存在,與宇宙起源“奇點”相比較,它們看上去都具有體積無限小、密度無限大、引力無限強、溫度異常高的特點,那么能否從此推斷出宇宙大爆炸前也是一個黑洞?或者說現在的黑洞也可能會像宇宙起源那樣發生爆炸呢?

我們先來看一下宇宙起源的那場大爆炸。在哈勃通過多年的觀測,發現系外恒星發出的光線,在地球上接收到的光譜特征具有向紅端移動的現象之后,根據光譜的多普勒效應繼而得出宇宙膨脹的事實,并且確定了遙遠目標星體相對于地球的退行速度,與它們和地球之間的距離成正比,這個比率即為哈勃常數。2013年通過普朗克衛星,科學家們對哈勃常數值進行了修正,確定為距離地球每百萬秒差距區域(326萬光年),其相對于地球的退行速度約為68公里每秒。

根據宇宙膨脹理論,我們可以計算出在距離地球144億光年的區域,其目標星系遠離地球的速度就達到了光速,也就是說從現在開始,距離地球144億光年區域所發出的光線,已經無法到達地球。如果考慮到宇宙膨脹的歷史,那么能夠到達地球的光線,最多可以追溯到距離地球465億光年的區域,這也是以地球為中心可觀測宇宙范圍的由來。

與此同時,科學家們結合宇宙微波背景輻射、Ia型超新星爆發、造父變星亮度變化周期、引力波等的觀測研究結果,推測出宇宙的年齡為138.2億年。也就是說在138.2億年之前是宇宙膨脹的起點,所有宇宙物質都來源于一個體積無限小、質量無限大、引力無限大、溫度無限高的一個“奇點”,同時在這種理論的框架下,我們可以認為在大爆炸之前,“奇點”就是宇宙的全部,在它之外沒有任何的時間與空間的概念,整個宇宙都是零維的點,因此談論“宇宙大爆炸之前”這個命題本身就是不嚴謹的,因為時間和空間在奇點之處擁有著無限高的彎曲程度,時間是完全停滯的、空間完全壓縮的,根本不具備物質屬性,這一點是與黑洞以及黑洞中心最明顯的區別。因此,追溯到宇宙最初的起源點,它本身就是一個零維的點,根本不是一個黑洞。

至于“奇點”為何會發生爆炸,至今科學界很難給出一個明確的結論。不過隨著量子力學的發展,科學界從微觀量子領域進行推測研究,認為“奇點”在大爆炸之前普遍存在著量子漲落的現象,在沒有時間和空間概念的“奇點”處也不例外,由于量子世界的不確定性,組成“奇點”的虛粒子在發生迅速產生和湮滅的過程就可能出現例外,有時并非完全遵循完美的對稱性,從而使得虛粒子對的其中一員發生逃逸,繼而引發量子漲落的不確定性,最終推動了“奇點”大爆炸的產生,在1個普朗克時間(10^-43秒)里就“炸”出了現有宇宙空間尺度,隨即引力波釋放出去,在10^-32秒時間內分離出強相互作用力,在千分之一秒內分離出電磁力和弱相互作用力,38萬年后隨著整體溫度的下降,自由原子和電子才組合成第一批中性原子,光線才從“混沌宇宙”中逃逸出去。此后又經過億萬年的醞釀和物質積累,才逐漸形成宇宙中的第一批恒星和行星。

而目前宇宙中的黑洞,與宇宙大爆炸之前奇點的形成原因完全不同。從黑洞的類型來看,科學家認為現實宇宙中有三種推測形態,第一種是原初黑洞,產生于宇宙大爆炸的早期瞬間,巨大的能量和超高的溫度,使得宇宙大擴張時產生了許多空間上的“空洞”,不過由于這些黑洞非常小,“蒸發”現象非常強烈,這些黑洞的壽命非常短。第二種是恒星黑洞,是大質量的恒星在生命晚期,通過超新星爆發之后剩余核心部分物質繼續無限坍縮而成。第三種是星系黑洞,存在于每一個星系的中心,是由位于星系中心區域眾多大質量恒星演化為黑洞之后,通過黑洞不斷吞噬恒星或者黑洞之間的合并所形成的超大質量黑洞。

作為從目前已經被觀測和證實的恒星黑洞和星系黑洞來說,和其它天體相比,它們的中心由于巨大的質量和超強的引力,在事件視界以內造成了時間和空間的超高彎曲,即使速度最快的光線,在這個視界以內也只能沿著測地線圍繞核心運行,而擺脫不了引力的束縛,也就是說在黑洞的事件視界以內,其逃逸速度超過了光速,光線就像被吸入了一樣,所以視界以內的任何物質和資訊,我們在外圍都是無法觀測到的,然而在視界以外的天體和光線,我們是能夠觀測到的,也正因為黑洞的這種特性,我們通過引力透鏡、引力擾動、吸積盤等方法,可以間接地觀測到黑洞的存在。

從以上分析可以看出,黑洞與宇宙大爆炸起源的奇點有著明顯的不同,最直接的就是黑洞是一種天體結構,它無論是從質量、體積,還是從引力大小來看,都是有一定范圍的,即使是無法觀測到任何資訊的事件視界以內的空間,也是具有區域性,只不過在事件視界以內所有的質量都集中到核心的奇點之上。而黑洞也不會發生類似宇宙起源的那種大爆炸,它的命運之曲是由“激烈”的吸收和“溫和”的蒸發共同組成的。

這種“溫和”的蒸發就是所謂的“霍金輻射”,黑洞的溫度高于宇宙微波背景輻射時,便會向外傳遞能量,從而使得黑洞的質量越來越小,黑洞的質量越大,其整體溫度就越低,霍金輻射的強度就會越小,其壽命也就越長,比如恒星黑洞在萬萬億年之后才開始溫和地蒸發,然后再經過相當長的時間才會逐漸消失不見。

7 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 胡說八道!宇宙就是宇宙本身。你的胃消化功能再厲害,能把你本人的胃消化掉?一點常識也沒有,人云亦云,可笑至極。

  2. 電影黑衣人談過這個問題,但是用通俗簡單搞笑的方式,事實肯定比那要復雜得多

  3. 當你對世界了解的越深就越不能用慣常的經驗來看問題,因為尺度不同,在無限大的空間與無限小的空間里上演著一些匪夷所思讓人無法理解的事,如同你如果不丟掉成見就理解不了相對論與量子力學一樣。

  4. 宇宙大爆炸之前的確沒有黑洞,因為這個黑洞是在另一個宇宙里,黑洞是孕育宇宙的子宮,但孩子卻沒生在這個宇宙,因為孩子自己就是個宇宙

  5. 誰告訴你宇宙大爆炸之前是黑洞的?

  6. 有可能宇宙是一個分形的結構,就如同一個生物身體上的每個細胞里都藏著整個身體的藍圖,理論上可以通過這個細胞將這個生物完美復制出來。而宇宙之初的奇點從存而來呢?我們宇宙中那些黑洞中的奇點又通往何處呢?有可能它們相同又不同,我們創世的奇點來自于另一個宇宙里的黑洞,而我們宇宙的黑洞中的奇點也在通往別的宇宙。宇宙不是平直的,是以一種奇怪的分形箱套的方式互相連接的,有點象俄羅斯套娃但比它更奇怪復雜一些。

  7. 我覺得你們先把文章看完再去評論好不好。