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无题

黑洞学

向外发射的磁力线在黑洞没有旋转的时候,和电子领域的电磁场分布一样,完全球对称。在黑洞旋转的时候,由于视界成为了椭球,因而发生了相应的形变。但是整体上, 黑洞和基本粒子的电磁场分布几乎完全一样。黑洞的视界周长与黑洞的质量成正比关系(下图1),这里用周长而不用物体到黑洞中心的距离, 是因为倘使黑洞存在,那么在黑洞领域的时空必定已经被黑洞的引力拉成了非欧几里德的, 而是黎曼的了。因而距离的概念已经没有了必要, 视界周长和轨道的周长取而代之, 用来描述黎曼时空几何的弯曲程度。由于这里的时空是弯曲的, 因此牛顿的万有引力定律已经失效了,取而代之的是爱因斯坦的场方程。

我们这里仅仅使用其中的结果:从这个公式(下图2),我们不妨取得一个描述潮汐力( 就是物体在相对接近和远离的两个部位受到的引力的差)的公式:(下图3) 其中的l 就是这两个部位之间的距离。从这个公式, 我们又不妨知道什么呢? 我们知道的是, 当物体接近视界时,物体所受到的潮汐力反比于黑洞质量的平方!也就是说,黑洞越重,那么它的潮汐力越柔和!但是必须注意的是:我们这里说的潮汐力,而不是引力。潮汐力是引力引起的物体两端的引力差。无论什么黑洞,他的引力是保持巨大无比不会变的,变的是引力的变化率,以及这个变化率引起的潮汐力。这里说的是黑洞的外部,现在来看看黑洞的内部。在黑洞的内部, 是量子理论的天下,相对论仅仅指明了一个模糊的方向,而具体潮汐力、引力如何,是量子理论决定的。在这里, 奇点的混沌效应使得一切计算都是徒劳的,我们不可能知道潮汐力在什么方向上以多大的力是拉还是压一个物体。我们不妨做的,仅仅是说明一下,质量越大的黑洞, 内部的量子效应越柔和; 距离奇点越远,你受到的平均潮汐力越柔和。至于细节,我们无能为力。但是也不是什么都不能说。我们通过概率的计算,不妨知道,在奇点领域, 视界内的空间, 随机的潮汐力总在三个方向上不断交替地、比较有周期地来回拉扯、挤压着物体。这种力在离奇点越近的地方越显著。在奇点这个位置,这种潮汐力的强度、变化周期都达到了无限大, 物体被完全撕裂了。理论上,我们不妨在一个质量十分大的黑洞中,十分舒服的来到距离奇点一个特定的范畴,期间,从你落入黑洞到达到这个位置,可能需要数十年的时间, 需要的时间与黑洞质量的平方成反比。当然, 即使是这样,物体在接近奇点, 到达奇点领域的量子效应区域以后,还是会被奇点的量子效应摧毁。但是无论黑洞的质量如何, 奇点的量子效应的强度是不会变的, 因为奇点的“ 质量” 是不变的。黑洞的质量在黑洞形成的同时, 其实已经被黑洞的奇点销毁了,但是由于引力的非线形效应,引力场的能量又形成了引力场,从而使得引力场在黑洞内部不断叠加,因而使得黑洞被维持着没有爆裂。由于一切引力效应来自引力的非线形,而黑洞的质量的贡献仅仅是决定了这种非线形的程度,因而在奇点领域的量子效应的时空其实在一切质量的的黑洞内部都是一样的。

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