宇宙中有很多大小不一的黑洞，而其中最多的就是史瓦西黑洞，史瓦西黑洞是宇宙空間中最常見的黑洞，它的最大質(zhì)量不會(huì)超過(guò)太陽(yáng)的50倍，與其他黑洞不同之處在于，史瓦西黑洞是不帶旋轉(zhuǎn)不帶電荷的黑洞，任何靠近黑洞的物質(zhì)，甚至是光也都會(huì)被吸進(jìn)去，假如人被吸了進(jìn)去，會(huì)瞬間被撕碎，或者進(jìn)入另一個(gè)時(shí)空，再也出不來(lái)了。
史瓦西黑洞
1916年史瓦西提出了史瓦西黑洞，史瓦西黑洞不帶電且不旋轉(zhuǎn)。其外層的臨界面成為“視界”，視界表面，只有光速移動(dòng)的物體能夠逃離黑洞的引力。視界包圍的球體的半徑，則稱為史瓦西半徑，與質(zhì)量成正比。黑洞的核心“奇點(diǎn)”則隱匿在視界深處。而視界表面，只有光速移動(dòng)的物體能夠逃離黑洞的引力。視界包圍的球體的半徑，則稱為史瓦西半徑，與質(zhì)量成正比。黑洞的核心“奇點(diǎn)”則隱匿在視界深處。
史瓦西半徑又是什么？史瓦西計(jì)算出了一個(gè)無(wú)自轉(zhuǎn)無(wú)電荷的球形天體外的時(shí)空彎曲，只花了幾天時(shí)間就得到了答案，這就是愛因斯坦場(chǎng)方程的“史瓦西解”。史瓦西解不但描述了空間的彎曲，還描述了時(shí)間的彎曲。用來(lái)描述這種時(shí)空彎曲的幾何，后來(lái)被稱為“史瓦西幾何”。
在史瓦西幾何里，每一個(gè)天體都有一個(gè)與自身質(zhì)量成正比的“臨界半徑”，也就是“史瓦西半徑”。對(duì)太陽(yáng)來(lái)說(shuō)，這個(gè)半徑大約是2.95千米。10倍太陽(yáng)質(zhì)量的天體臨界半徑是29.5千米，100倍太陽(yáng)質(zhì)量的天體，臨界半徑就是295千米。天體的實(shí)際半徑越接近臨界半徑，周圍的時(shí)空彎曲就越強(qiáng)烈，時(shí)間的膨脹也越厲害。史瓦西幾何預(yù)言，當(dāng)天體的實(shí)際半徑等于臨界半徑的時(shí)候，天體周圍的時(shí)空彎曲，將會(huì)使它表面的時(shí)間無(wú)限地膨脹。這意味著什么呢？意味著天體表面的光雖然還是以我們熟悉的光速前進(jìn)，一點(diǎn)兒也沒有變慢，但它身上的時(shí)被無(wú)限延長(zhǎng)了。雖然它只需要一丁點(diǎn)的時(shí)間就能離開天體表面，但這“一丁點(diǎn)”的時(shí)間卻永遠(yuǎn)也過(guò)不去。這個(gè)天體發(fā)出的光從此不會(huì)有任何人能看到，也不會(huì)有任何關(guān)于它內(nèi)部的信息流露到外界。當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家把臨界半徑對(duì)應(yīng)的臨界表面稱為“史瓦西奇點(diǎn)”。
形成
史瓦西黑洞就是所謂的“尋常黑洞”。它是直接由較大的恒星演化而來(lái)的。恒星到晚期時(shí)核燃料消耗殆盡,輻射壓急劇減弱,星體在其自身引力的作用下坍縮。我們知道，黑洞是一個(gè)超大質(zhì)量的高密度天體，并且可以將一切物質(zhì)吸進(jìn)黑洞中去。而史瓦西黑洞是是其外部的引力場(chǎng)符合史瓦西解的黑洞。
史瓦西研究的是在絕對(duì)真空中完全球?qū)ΨQ的，在塌縮過(guò)程中沒有絲毫物質(zhì)異動(dòng)，不帶電荷，沒有絲毫旋轉(zhuǎn)的，標(biāo)準(zhǔn)理想化恒星的塌縮過(guò)程，以及它內(nèi)外時(shí)空的場(chǎng)方程解?？梢哉f(shuō)史瓦西黑洞是所有尋常黑洞的發(fā)祥地。而史瓦西黑洞本身是一個(gè)不會(huì)旋轉(zhuǎn)、不帶電荷的黑洞，而奇點(diǎn)便是黑洞異性的來(lái)源。
奇點(diǎn)是什么
奇點(diǎn)是宇宙產(chǎn)生之初，由爆炸而形成現(xiàn)在宇宙的那一點(diǎn)。它具有所有物質(zhì)的勢(shì)能,而這種勢(shì)能----正是由大爆炸而轉(zhuǎn)化為宇宙物質(zhì)的質(zhì)量和能量,，以及表現(xiàn)這種質(zhì)量和能量的“空間”。
我們可以想象,奇點(diǎn)是一種無(wú)形的、無(wú)限小的、很奇妙的存在。它還不是宇宙，卻是我們宇宙的初始和出處。作為一個(gè)世界的發(fā)生之初,它應(yīng)該具有所有形成現(xiàn)在宇宙中所有物質(zhì)的勢(shì)能,而這種勢(shì)能----正是我們所言的能量,我們可以想象,能量是一種無(wú)形的東西的,所以奇點(diǎn)是無(wú)形的.也就是說(shuō)宇宙的奇點(diǎn)所具有的勢(shì)能是無(wú)形的,他只是一種很奇妙的存在而已。
同時(shí)我們還可以想象,在某一點(diǎn)上宇宙奇點(diǎn)的這一勢(shì)能平衡被打破,于是乎能量便不斷轉(zhuǎn)換為物質(zhì),而經(jīng)過(guò)若干年而形成了我們現(xiàn)在的宇宙---物質(zhì)與能量的共生體.然而我們不能想象的出的是什么東西引發(fā)了這一奇點(diǎn)勢(shì)能平衡的被破壞.奇點(diǎn)是沒有大小的“幾何點(diǎn)”，就是不實(shí)際存在的點(diǎn)，這是很令人難于理解的。令人難于理解的還有，沒有大小的奇點(diǎn)物質(zhì)竟然是能級(jí)無(wú)限大的物質(zhì)。任何接觸到奇點(diǎn)的物質(zhì)必然被奇點(diǎn)摧毀，被分解為純粹的基本粒子和時(shí)空單體，即使是形成這個(gè)黑洞、這個(gè)視界、這個(gè)奇點(diǎn)的恒星，也將被它摧毀而不再對(duì)黑洞產(chǎn)生任何影響。
視界是什么
每個(gè)史瓦西黑洞除了有一個(gè)奇點(diǎn)外，還有一個(gè)視界，所謂視界就是黑洞的邊界，任何一個(gè)星球都有所謂逃逸速度,即可以飛出該星球的最低速度.地球的逃逸速度是11.2公里/秒,在地面上發(fā)射一艘飛船,達(dá)到11.2公里/秒就可飛出地球.
如果在離地面很遠(yuǎn)的高空發(fā)射,顯然條件可以降低些；離地心越近,速度要求就越高,當(dāng)然離地心的距離不可能比6370公里更近,因?yàn)榈厍虬霃绞?370公里.
假想我們能夠壓縮地球,使之密度更大體積更小,那么在它的表面就會(huì)離地心更近,逃逸速度也會(huì)變大.如果我們繼續(xù)壓縮它,越壓越小,這個(gè)地球表面的逃逸速度也越來(lái)越大.總有那么一個(gè)尺度,當(dāng)?shù)厍虮粔嚎s成那么大時(shí),它表面的逃逸速度會(huì)達(dá)到30萬(wàn)公里/秒,即光速.也就是說(shuō),此時(shí)即使是光也不能從這“小地球”的表面發(fā)射出去了.對(duì)地球來(lái)說(shuō),這個(gè)尺度大概是1厘米,當(dāng)?shù)厍虮粔嚎s成半徑一厘米以內(nèi)的小球時(shí),光就不能從地球表面逃出了.
注意,雖然在這小地球的表面逃逸速度達(dá)到了光速,但在離小球中心6370公里的高空——即原先的地球表面,逃逸速度仍是11.2公里每秒,因?yàn)楸粔嚎s的地球質(zhì)量沒變。對(duì)太陽(yáng)這種質(zhì)量的物體來(lái)說(shuō),半徑是1公里,如果太陽(yáng)被壓縮成半徑正好是1公里的球,那么它表面的逃逸速度為30萬(wàn)公里/秒，假如太陽(yáng)從此坍縮下去,變成剛才說(shuō)的奇點(diǎn),那么這奇點(diǎn)附近的逃逸速度將比光速還要大得多.但是在半徑1公里的那個(gè)高空上,逃逸速度仍是30萬(wàn)公里/秒.半徑1公里的這個(gè)假想的球殼,仿佛是個(gè)分界面：在它內(nèi)部,與奇點(diǎn)的距離小于1公里,逃逸速度大于光速,連光也逃不出來(lái)；而在它外部則沒問(wèn)題.
這個(gè)通過(guò)計(jì)算得到的、實(shí)際上并不存在也看不見的、在奇點(diǎn)外圍一定半徑處的、假想的球殼,就是“視界”。
宇宙之大，無(wú)奇不有。史瓦西黑洞不旋轉(zhuǎn)不帶電荷的黑洞，而宇宙中的黑洞多不勝數(shù)，根據(jù)黑洞本身的物理性質(zhì)可以分為不旋轉(zhuǎn)帶電黑洞、旋轉(zhuǎn)不帶電黑洞等等五類黑洞。而外星網(wǎng)也會(huì)陸續(xù)為你介紹其他的宇宙黑洞。
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