《宇宙深处》(41)
(41)
下面,再说回黑洞。
我们可以将‘不可视’,或‘可视’,作为中间分界线:前者是黑洞的‘前半生’,后者是黑洞的‘后半生’。当然,如果黑洞已成为可视的天体,它就不再是个黑洞了,这里还把它称作黑洞,实在是一种不严格的‘替代性’称谓。
以前曾有种说法认为,黑洞存在‘事件视界’,这在逻辑上是说不通的。因为,既然黑洞是观察不到的天体,即使发生了‘事件’,也不可能观察得到。只有当黑洞演变成‘灰洞’时,才会形成‘视界’。
由此,人们对黑洞的存在与否又感到疑惑了。
出现这种情况,是与一位令人尊敬的英国理论物理学家霍金的观点有相当大的关系的。
早在1970年--1974年间,霍金先生在研究黑洞的特性时就预言,来自黑洞的射线辐射及黑洞的表面积永远也不会减少。之后又证明黑洞有温度、有辐射以及气化导致质量减少。这就是霍金著名的‘黑洞悖论’。到了2004年7月,霍金先生又正式推翻了自己的‘黑洞悖论’。继而到了今年,霍金先生在《黑洞的资讯保存与气象预报》的论文中又指出:由于找不到黑洞的边界,因此黑洞是不存在的。
其实,黑洞还是存在的。
我们认为:人们至今找不到黑洞的边界的原因,是因为这区域是一片熵差极大、温度低到连光子都无法从内部逸出的区域。而这区域与外部的其它区域之间,也并不可能是以‘一刀切’的形式,为两个区域设定一个非常清晰的界线的,它们之间会有个渐进的交融区。当外部的光粒子进入这交融区时,会逐渐失去运动速度,亮度会逐渐暗淡,最后光粒子彻底掉进低熵‘陷阱’时,它就从人们的视线中完全消失了。正因为光粒子是以这种渐进式的‘消失’的,才导致人们至今都无法观察到黑洞的‘边界’,要发现黑洞就更是无从说起。但这个情况的存在,也恰恰说明了:黑洞是个客观存在,只要我们的观察和判断的方式方法都进行适当改进就行了。此是其一。
其二是:我们更愿意相信霍金先生的观点可能仅仅是判断这个发生了‘事件视界’的个别天体是否属于黑洞,并不是真的是在整体上否定黑洞的客观存在。因为他还同时提出了‘大质量天体的坍缩不足以形成黑洞,而形成比典型中子星有较小的半径和较大的密度的天体叫作‘灰洞’的观点。而我们认为:黑洞并不一定是个星体。黑洞的形成也不一定是依靠天体的质量。黑洞更有可能是片‘区域’,它的形成依赖极端的熵差。而‘灰洞’则是由黑洞演变而成的,是黑洞的‘后半生’,中子星则是‘灰洞’在谢幕前最后的一次‘亮相’。
所以,准确的描述应该是:你无法观察得到黑洞的‘视界’;若‘视界’能被外部观察得到,它就不是黑洞。
如果以浪漫的手法来描述黑洞的形成及演变过程,可以将大爆炸后,从虚空演变为气体云时称之为受孕阶段;
形成类星体构造时可看成是个只知道吃、不会说话的婴儿;
成为黑洞时,它就是个调皮、不理睬人的黑小子;
灰洞则是个羞涩、欲隐欲现的灰姑娘,她最后会幻变成高密度、眩目发亮的美丽星体。
以上是第一种结果。
第二种结果:在原来低熵周边的高熵区域中,若同时又发生了另几起中小型的爆炸,高熵区域原来向低熵区域进发的边沿物质流会突然加速涌向低熵区域。就像一片树叶在小溪中流向出水口时,若在它后面不远处扔进一块极小的石子,其动能激起的涟漪不仅不会阻碍树叶在小溪中的流速,反而可能会将树叶加速推向出水口。
因此,若在原来的高熵区域发生了若干中小型的爆炸,高熵区域向低熵区域输送物质的速度不但没降低,反而是提速了。高熵就由温柔的涟漪,变成了汹涌的波涛,这时黑洞再也受不了,它就一定要把衣服脱下来的,这种情形反复出现,就会再次形成新的爆炸。
这爆炸在宇宙中不断循环发生,当然会先后在宇宙中留下重重印记。
目前,人们已经在宇宙微波背景辐射中,观察到原初引力波,以及观察到有不少美丽的同心圆。我们应该感谢宇宙,这些印记是宇宙留给我们了解它的路标和途径。
这些原初引力波涟漪和同心圆印记,就像人们观看在夜空中此起彼伏、不断绽放的焰火。它们是焰火在夜空绽放后未及散去的硝烟,之后又在后面接连不断地绽放的焰火的闪烁辉映中,进入了人们的视线。所以,人们是可以通过一定的技术手段,观察到宇宙中这些绚丽多姿的涟漪和印记的。
这些印记除了以涟漪和同心圆的形态出现外,还会以团状、块状、条状,或者网格状等不一而足的形态在宇宙背景中展示出来。构成这些形态的物质,就是通常说的:暗物质或昏暗物质。我们可以通过宇宙的辉光背景或微波背景中观察到它们,并可从其层叠状况分析其爆炸发生的先后、距离、持续时间和规模等情况。还可以从其谱线分析爆炸物质的主要成分。
以上情形,可以得出黑洞吸附力的公式:X=﹣S?/(S?W)。
其中X是黑洞的吸附力,﹣S?代表黑洞的负熵值,S?代表黑洞形成的时间长度,W是黑洞的温度。即黑洞的负熵值除以黑洞形成时间乘温度的商,就是黑洞的吸附力,成反比。
也就是说,黑洞的负熵值越大,黑洞形成的时间越短,温度越低,黑洞的吸附力越大。当熵值达到±零的时候,吸附力消失,黑洞也随之消失,黑洞演变成可视天体。
从这个公式可以看出:首先,黑洞的形态应理解为一个不可视的、或不规则的‘区域’,不应设定为一个可视、或规则的‘实体’。其次,黑洞的吸附力与黑洞的质量、密度无关。这与地球物理通常说的质量越大,吸引力就越大的物理常数有差异。也与现在地球上多数人认为的:黑洞温度越低,质量越大,成反比的观点不一致。
存在这种差异的原因是因为‘吸附力’和‘吸引力’是两个既相同、却又有区别的概念。
相同之处是:它们发生作用的形式和结果相似,吸附力是以低温为基础;吸引力是以质量为基础。它们与任何力场都一样,都具有波粒二象性,都可以聚集物质。
区别之处是:它们发生作用的诱因和阶段不同。吸附力依据的是绝对低温,表面上属被动式的,也可以理解为主动式的。它的作用发生在熵值±零之前。吸引力依据的是绝对质量,表面上属主动式的,也可以理解为被动式的。其作用发生在熵值±零之后。
这里要特别提醒注意的一个问题,就是:温度在宇宙中是可以在流动中传递的,传递的方式和速度取决于环境和介质。这现象与经典物理的观点不一致。
我们可以举一个熟悉的事例来说明密度、吸引力与温度的关系:太阳是一个高温高压及体积大、质量高的星体,其温度以电磁波的形式向外辐射,其光线以光粒子运动的形式向外辐射,这就说明:质量高、温度高的物体的吸引力并不是最高的。
还有,因外壳剥离得比太阳更彻底、体积更小,但致密度和温度都更高的白矮星,同样可以让我们观察得到它们那比太阳更耀眼的光芒,这说明光粒子同样可以从它们那里‘逃逸’出来。
这样就可以得出以下结论:
第一、万有引力常数不适用于熵差极端低的区域,但适用于灰洞。
第二、若要抵御黑洞的吸附力,就必须比黑洞的温度更低;若要抵御太阳的吸引力,就必须比太阳的质量更高。
当然,若具有更高的速度,是可以抵御吸引力的。速度——是质量小的物体抵御质量大的物体的吸引力的有效武器。
但在绝对零度环境中,速度也会衰减为零,速度——无法抵御低温吸附力。
第三、若发热星体想要避免解体坍缩,就应当与周边的温度保持平衡;若温度高于周边,发热星体定会因失温而导致解体,这就是人们常说的星体坍缩。
第四、吸引力和吸附力比较:吸引力发生作用是因为存在质量上的差异。质量大的对质量小的发生作用,质量越大吸引力越大,成正比;吸附力发生作用是因为温度上的差异,低温对高温发生作用,温度越低吸附力越高,成反比。
这里还可额外给人们一个提示:在低温、超低温区域会更适合化学的合成反应,其反应会更迅速、更快捷。宇宙飞行器可利用熵差形成的熵流,提升飞行器功率,实现超时空飞行,但要警惕太靠近超低熵区域会导致‘失速’的情况;在高温、超高温区域更适合物理的相位反应,其反应会更猛烈、更宏大。地球人可利用高熵区域的高温高压获取超纯物质,提升技术应用水平。
现在主流理论认为:黑洞只有质量、电荷、角动量等三个物理量可以测量到,这是黑洞的特性唯一的方面。还认为黑洞是个没有任何立方体和椎体凸出物的天体,并说这是黑洞的唯一性定理。
注意上面这段话中的两个‘唯一’的说法值得商榷,因为这些所谓的方面,都会在其它天体中以不同的形式、不同程度地存在。
因此正确说法应该是:黑洞因为本身具有比它周边温度要低得多的‘超低温’,才是黑洞的主要特性。
因为黑洞的温度若高于周边的温度,它就开始变成可以观察的天体,这时它就不再是黑洞了,而是‘灰洞’,这是我们必须不断强调的观点。
这里不用‘唯一’来表述,主要是考虑我们目前还不能对黑洞作出完全的了解,所以不能肯定是否属于‘唯一’。但以‘主要’这个说法来表述,还是符合目前的观察和推断结果的。
以上论述可说明以下观点:
一是:黑洞绝大多数都是不具备任何固定形态的天体物质,以‘区域’来表述会更合适,如:‘热寂区域’、‘黑区’。
现在不少的人认为黑洞是球状的,甚至在很多的‘视频’资料中,也是将黑洞拍成一个不断旋转的圆形球状体来宣传的,这很容易让人形成先入为主的概念,以为黑洞就是一个‘球体’,这是不合适的。我们应该向大家介绍:这只是一种设想,当然也可能是黑洞的形态之一。但若将这种形态视为黑洞的唯一形态,却是对黑洞存在形态极大的误解,也是对普通人的误导。
二是:黑洞的形成原因是极端熵差。
三是:超低温的黑洞具有极强的吸附力。
四是:黑洞吸附力是黑洞影响空间粒子,包括光粒子运动的决定因素。
五是:黑洞是大多数星体形成的摇篮。
六是:黑洞发展成灰洞后,会再演变成不同类型的星体。之后这些星体除少数会因引力作用发生碰撞,或互相吞食而消失外,绝大多数是因自身发生的爆炸或坍缩而消失的。而导致发生这些爆炸或坍缩的主要原因,同样是极端熵差。
以上的观点可以看出:低熵是黑洞诞生和消失的原因。
正所谓:成也萧何,败也萧何!
结论是:若我有足够大的熵差,我就可以缔造或瓦解所有黑洞!