关于广义相对论对黑洞解释的疑问广义相对论说引力是扭曲的时空,那我们是不是可以认为,在黑洞中由于接近洞核的地方引力趋向于无限大,也就是说时间被无限放慢了,反之也就意味着

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/20 19:06:10

关于广义相对论对黑洞解释的疑问广义相对论说引力是扭曲的时空,那我们是不是可以认为,在黑洞中由于接近洞核的地方引力趋向于无限大,也就是说时间被无限放慢了,反之也就意味着
关于广义相对论对黑洞解释的疑问
广义相对论说引力是扭曲的时空,那我们是不是可以认为,在黑洞中由于接近洞核的地方引力趋向于无限大,也就是说时间被无限放慢了,反之也就意味着空间被无限拉长了?如果空间真的被无限拉长的话,是不是意味着黑洞本身就是一个无限的空间呢?如果黑洞不是无限的空间,那么当他不断捕获物质的时候,体积将会无限制的变大最后将真个宇宙都吸纳进去,如果是无限空间的话,那么是不是可以认为黑洞本身就是一个质点,因为空间被无限拉长,导致他所以吸纳的物质最后都没有体积,只剩下质量和时间。同时我们再引入广义相对论,当物质的体积趋向于0的时候那么他的时间是不是就趋向于无穷大呢?如果黑洞物质的时间趋向于无穷大,那么又与一开始我们得出的结论矛盾了,引力强度越大会导致时间流逝速度越慢,这样说广义相对论就自相矛盾了。
还有如果我们按照广义相对论的思路考虑下去的话,当我们将物质不断的分解成分子-原子-质子-夸克后,最终会发现一个有质量但是却没有体积的质点,这个质点正是飞速流逝的时间,是不是可以这样认为呢?

关于广义相对论对黑洞解释的疑问广义相对论说引力是扭曲的时空,那我们是不是可以认为,在黑洞中由于接近洞核的地方引力趋向于无限大,也就是说时间被无限放慢了,反之也就意味着
科普读物中的理论解释,是不能随便做进一步推论或引申的.因为它的表达不规范、不确切,如果你想做进一步的探究,必须先从数学角度透彻掌握现有理论.
下面分条简单说一下你的几个问题
1,“那我们是不是可以认为,在黑洞中由于接近洞核的地方引力趋向于无限大,也就是说时间被无限放慢了,反之也就意味着空间被无限拉长了?”
“洞核”,也就是一般所说的黑洞中央奇点,此处的时空曲率为无穷大(既然你用时空曲率表达质量效应,就不需要再说引力,两个不同层次的概念混合使用结果就是更加混乱),而不是你说的“空间被无限拉长”.另外,“时间被无限放慢”这个效应发生在黑洞的事件视界处,也就是黑洞的“表面”,而不是核心奇点.
2,“如果空间真的被无限拉长的话,是不是意味着黑洞本身就是一个无限的空间呢?”
这就是一种没有可靠基础的无根据推论(臆测型推论)了.如果你真的掌握了广义相对论,你会知道在事件视界内部是时空倒置的.另外,时间停止决不能推出“空间拉长”这种效应,它只是坐标系变换(不同地位的观察者用自己的坐标系去度量一个落入黑洞的客体)时的外部坐标系效应.跟随落入物体的坐标系中是不存在这种效应的.黑洞的外部尺度可以度量,对外部宇宙来说它不可能是什么无限空间,但它内部确实空空荡荡,因为奇点是没有体积的.
3,“如果黑洞不是无限的空间,那么当他不断捕获物质的时候,体积将会无限制的变大最后将真个宇宙都吸纳进去,”
宇宙中的物质可能被吸积(捕获),但每个黑洞的引力范围极其有限.宇宙在膨胀,它们之间的距离会越来越远.所以黑洞没有可能通过吸积或合并“将真个宇宙都吸纳进去”.
4,“如果是无限空间的话,那么是不是可以认为黑洞本身就是一个质点,因为空间被无限拉长,导致他所以吸纳的物质最后都没有体积,只剩下质量和时间.”
如果你从足够远的地方研究黑洞,那你可以把它看做一个质点,这与它是不是“无限空间”毫无关系.
而且,时间不是物质的属性,即使物质的体积为0,也只能剩下“质量”,没有“剩下时间”这种概念.这是一种概念混乱.
5,“同时我们再引入广义相对论,当物质的体积趋向于0的时候那么他的时间是不是就趋向于无穷大呢?”
一定质量的任何物质的体积趋近于0,它的密度就会趋近于无穷大,它就会成为一个黑洞,因而它的事件视界处时间就会停止.但“停止”是指时间的速率为0,与你的“趋向于无穷大”有概念上的区别.
6,“如果黑洞物质的时间趋向于无穷大,那么又与一开始我们得出的结论矛盾了,引力强度越大会导致时间流逝速度越慢,这样说广义相对论就自相矛盾了.”
你已经搞混了时间速率的概念,任何问题和矛盾都不奇怪了.奇怪的是这些步骤中你并没有认真求证任何一个,却一直坚信自己在广义相对论体系中探究问题.
7,“还有如果我们按照广义相对论的思路考虑下去的话,当我们将物质不断的分解成分子-原子-质子-夸克后,最终会发现一个有质量但是却没有体积的质点,这个质点正是飞速流逝的时间,是不是可以这样认为呢?”
这是概念混乱的极致.广义相对论是宏观的时空理论,它并不探讨微观问题,你却坚信用它可以得出“最终会发现一个有质量但是却没有体积的质点”这样的结论;基础粒子研究中作为普遍指导理论的量子力学,在你的“探讨”中一次也没出现过,你却直接得出“最终会发现一个有质量但是却没有体积的质点”这样的结论,这无疑是荒谬的.
而且,即使存在这样的质点(奇点?),它也不能等同于什么“飞速流逝的时间”.实际上,在前面这么多错误和概念混乱的前提下,继续讨论本来就没有意义.这里只剩下一个忠告:路要一步一步地走,臆测不等于探索——虽然学而不思则罔,但思而不学则殆.

广义相对论本来就有问题,可以参考霍金的黑洞理论。扭曲的是黑洞周围的时空,捕获物质后,信息会丢失。而质量变大使它继续坍缩。有理论说宇宙就是一个大黑洞。

去请教学者。

我也比较认可你的观点。 如果这个观点成立 在未来的某个时刻 宇宙中的所有物质都将再次汇聚成一个质量无限大 体积无限小的点。而且有可能再次爆炸 形成新的宇宙。

首先相对论理论只是在“试图”解释这些我们所看到的现象,并不代表它们所解释的事物的确是按照这样的方式运行的。因此它的解释可能是对的,也可能是错的。

打个比方,你在郊外的一个地洞里发现了4个苹果核,地洞上方有一个苹果树,在现有的这些证据下,要你解释洞里的4个苹果是怎么来的;.
A认为:这4个苹果是小动物爬到树上后摘下后运进洞里的。
B认为:这4个苹果是熟透后掉到地上...

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首先相对论理论只是在“试图”解释这些我们所看到的现象,并不代表它们所解释的事物的确是按照这样的方式运行的。因此它的解释可能是对的,也可能是错的。

打个比方,你在郊外的一个地洞里发现了4个苹果核,地洞上方有一个苹果树,在现有的这些证据下,要你解释洞里的4个苹果是怎么来的;.
A认为:这4个苹果是小动物爬到树上后摘下后运进洞里的。
B认为:这4个苹果是熟透后掉到地上,然后被小动物运进来的。
C认为:这4个苹果是熟透后掉落到地上,然后碰巧滚进洞里的。
D认为:……(省略了)
E认为:……
……

现在让你判断这些理论到底谁对谁错你判断得出来吗?显然是不行,在现有的证据下,这些理论都有其自身的合理性。在缺乏更多证据的情况下,你都不能说这些理论哪个是对的,哪个是错的。只有在找到更多证据(如我们发现苹果上没有掉在地上后撞击留下的伤痕,那就可以排除B和C这两种可能),在这种情况下,我们才可以逐渐确认哪种理论是更加合理的。但这也不代表这种理论永远都是对的,因为也不排除以后会有哪个天才提出一个更加完美的理论来超越现有理论。

回到这个问题,相对论和量子理论都试图在解释为什么黑洞能够吸引光线。相对论认为,引力是不存在的,取而代之的是质量会导致时空扭曲,而光在沿着被黑洞扭曲的时空行进的时候,就跟着时空一起坠入了深渊。

而量子理论认为,拥有质量的物质之间会交换一种特殊的粒子(引力子),从而使物质之间产生引力。由基本粒子之一的光子组成的光仍然会受到引力子的影响,所以只要引力足够强大,仍然能吞噬光。

虽然这只是很肤浅的解释,在真实理论中还夹杂着大量的理论计算依据。但它们貌似都能很合理的在现有证据下解释这些事物。要想验证哪种理论正确,我们需要找到更多的证据。

就本人观点来看,比较偏向于量子理论的解释。因为量子理论目前比相对论拥有更多的证据支持。我们知道引力是由质量产生的,但相对论无法解释物质为什么会有质量,而量子理论已经能够解释物质为什么有质量,并且已经找到了能使物质具有质量的那种关键粒子(希格斯波色子)。而相对论认为质量可以弯曲时空,但除了间接观测它(被弯曲的时空)对光的影响之外没有更多的佐证来证明质量为什么能弯曲时空,也没有办法去验证时空是否真的被弯曲了。

就黑洞来说,我个人偏向于从量子理论的角度来理解它,因为相对论的那种时间无限慢、空间无限延伸过于抽象,感觉不合情理。而量子理论也能够解释为什么坠入黑洞的粒子会给人一种“时间无限慢”的感觉。综合考虑,个人认为量子理论的解释更合理、完善。

收起

楼上正解。补充,广义相对论并不矛盾。理论上,黑洞事件视界内的事只能理论推测,所以奇点处所有理论都会崩溃。霍金说黑洞吸进什么,就会辐射出什么,但多半不会是原来的样子了,只有能量。

想法很好,哥们再有什么想法也告诉我一声好不