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再谈黑洞问题

时间:2023-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:近来英国的霍金博士说:无黑洞,只有“灰洞”。他们纷纷宣称,自己反相和反黑洞的存在已大获全胜!这再一次显示了那些兴高采烈者一贯的主观唯心、形而上学及不学无术!!起先,认为黑洞是星空中的大漩涡,另一端就是白洞,两者之间由时空隧道连着。白洞是在黑洞中央孕育着,黑洞和其核心的白洞是有分层的物相结构(白洞的中心还有个微观的物理真空!所有的正反物质的分宇宙都与该体系的中心黑洞相切。

近来英国的霍金博士说:无黑洞,只有“灰洞”(被吞噬物质可释放)。于是所有反对相对论和黑洞是客观存在的人都兴高采烈起来了。他们纷纷宣称,自己反相和反黑洞的存在(有的人还反量子理论)已大获全胜!其中那些反相徒众原本是竭力攻击霍金博士的!

在我看来,霍金博士的说法,只是强调了他自得出黑洞的霍金辐射以来对黑洞的认识,既非“认错”,也非否定科学家认定的“黑洞”这种天体的客观存在!他坚持认为,黑洞并非只是吞噬一切,从而无法探测黑洞所具有的信息,它还是有对外的辐射,从而有可供探测黑洞的信息的。这再一次显示了那些兴高采烈者一贯的主观唯心、形而上学及不学无术!!

历史上,人们将那些星空中看来“恒定不动”的星星称之为恒星。可是后来才知道,那些所谓的恒星都是在移动的,许多的运行速度还远高于地球的运行速度,只是它们距离地球太远,人们观察的时间又不长,才形成的错觉!可是我们至今仍沿用恒星这个称为,是因为它们都是靠其核心的热核反应供能发光的天体。从而恒星这个称为保留了下来,内涵却完全改变了,因为这类天体是客观的存在!行星原本被认为都是自己不发光,而是反射该行星系内的恒星辐射的。但现在早已知道,木星和土星的辐射是超过太阳给它们的辐射能的,因为它们有引力收缩能的释放(可能还有重核裂变能的释放)!原来科学家认为地球是个圆球,后来发现是个椭球,可进一步发现像个梨形,“地球就不存在了”?!这哪能啊!今天我们仍将之称为地球,这又何妨?!鲨鱼都是“胎生”,可我们认定它们是鱼,不是“兽”,因为它们的生理结构表明是鱼类,而非哺乳类!鲸鱼和海豚实际上都是海洋哺乳类动物,可鲸鱼至今仍用着“鱼”的称呼,这又何妨呢?!只要不是想当然地认为它们是“鱼”就行了。

最早的时候,科学家从广义相对论推理得出:可能存在创世宇宙的宇宙大白洞,后来伽莫夫通过量子力学计算,认为宇宙大白洞的大爆炸产生的光球宇宙经200亿年的演化,可以形成我们今天所看到的宇宙,而光球宇宙的余晖应是3K的宇宙背景辐射,这就是著名的伽莫夫大爆炸理论。二位英国的微波天线工程师在调试时,发现有无法清除的噪声,为2.7K黑体辐射的微波,看来是宇宙背景辐射,当时的测量精度表明与星空的方位无关,是各向同性的。这成了实证伽莫夫大爆炸理论的强有力的天文学证据之一(还有就是星空中氦、氢丰度按恒星核反应算并不符合,倒与伽莫夫大爆炸理论的计算相符),从而这二位微波天线工程师获得了诺贝尔物理学奖,而伽莫夫大爆炸理论为物理学界和天文学界所接受。(当然,这并不排除一些学者,特别是一些中国人,例如反相、反量子论者的反对。要知道至今还有许多人认为生命甚至万物都是上帝创造的,灵魂可以长存、转世呢!进化论和基因学说对他们有效吗?!可这能否定得了进化论和基因学说吗?!)

科学家从广义相对论推理还得出,可能存在吞噬物质,甚至光也逃不掉的天体——黑洞。起先,认为黑洞是星空中的大漩涡,另一端就是白洞,两者之间由时空隧道连着。当史瓦西推算出黑洞的半径:Rs=2GM/C2,克尔推算出旋转黑洞的半径:Rk=[GM+(G2M2-a2)0.5]/C2(a是单位质量的角动量),及莱斯纳推算出带电的黑洞的半径:RL=[GM+(G2M2-GQ2)0.5]/C2时,已经意味着黑洞是个封闭的球体或旋转椭球体!但白洞又在哪里?白洞如何形成?科学界无法解决,从而不敢正视黑洞是个封闭的球体或旋转椭球体这一结果!

我运用量子色动力学和相对论的结合推断出:恒星黑洞和星系中央黑洞都是克尔黑洞(即旋转椭球形黑洞),其极半径是Rs,赤半径是Rk。白洞是在黑洞中央孕育着,黑洞和其核心的白洞是有分层的物相结构(白洞的中心还有个微观的物理真空!)的。恒星黑洞不可能演化成史瓦西型黑洞(球形黑洞),它们会相互吞并,最终为星系中央黑洞甚至星系团中央黑洞所吞并。星系中央黑洞或星系团中央黑洞在吞噬了星系或星系团的89%的物质后,转化为史瓦西型黑洞,它结束了膨胀,进入收缩期,这时它因越来越强烈的驻波辐射和霍金辐射(热辐射)而本体发光,这就是人们可以看到的黑洞——第一类类星体(周围有日益收缩而最后消失的星云)。当第一类类星体吞噬完了周围的星云后,就成为裸黑洞——第二类类星体(其周围无星云), 这时其核心的白洞已发育成熟。由于猛烈的驻波辐射和霍金辐射,它很快蒸发,对于星系级的才六天,星系团级的约六十天,它就达到熵S=0,尺度为RC=1.6×10-13米,其内的白洞因黑洞约束力的消失而爆炸,巨大的凝聚态胶子球的结合能的释放,一面形成高温高压的光球,另外还有黑洞残片形成的包含小黑洞和微黑洞的新星云,这就是第三类类星体。它会继续演化为新的星系或星系团,核心同时演化为星系中央黑洞或星系团中央黑洞(开始都是克尔型黑洞)。

我的研究还指出:我们所在所见的“宇宙”实际上是某个宇宙大白洞爆炸形成的一个宇宙体系中的一个分宇宙,与我们这个分宇宙物性相反的反物质分宇宙位于这个宇宙体系的中心黑洞的另一边,与我们这个分宇宙成镜面对称。还有许多分宇宙与我们这个分宇宙相邻、相切,它们的反物质分宇宙也位于这个宇宙体系的中心黑洞的另一边,与它们成镜面对称。所有的正反物质的分宇宙都与该体系的中心黑洞相切。这个中心黑洞现在还是个克尔黑洞,这个宇宙体系在宇宙白洞爆炸以来的200亿年内,经历过暴涨期、快转快涨期,现在正处于漫长的慢转和慢加速膨胀期(该期始于大爆炸后的70多亿年,结束于2.3536×108百亿年,如果我们把200亿年当作宇宙的“一岁”的话,那就是宇宙的“万万岁”后。所以,我们的宇宙还正处于“婴儿期”,离“宇宙的末日”还远着呢!),再成为史瓦西型黑洞,经历5.632×107百亿年的收缩期后成为裸黑洞,再经1.653×107百亿年的蒸发期,达到熵S=0,尺度为RC=1.6×10-13米,其内的白洞因黑洞约束力的消失而爆炸,创世新宇宙体系的宇宙大爆炸再次发生了!不需要什么“暴涨”假设,“人择原理”假设,“暗物质和暗能量”假设,在动质量、能量、动量(包括动量矩)守恒的前提下,宇宙在短程的强力、弱力和长程的引力、电磁力、耦合交换力(我称之为度作用力)作用下自然地、反覆地演化着,特别是弱力去耦、中微子去耦时的CPT对称(镜面对称),这种光球宇宙的自发对称破缺,导致正反物质分离,分别形成正物质与反物质世界及体系中心黑洞及正物质与反物质世界间的反引力,对宇宙的演化起了决定性的影响。根据推算,我们所在所见的这个分宇宙目前的极半径至少为138.59亿光年。美国太空署由太空摄影经计算机算得,先说是137亿光年,现在又说最小是138亿光年;又根据宇宙背景辐射的各向异性值,经计算机算拟合,说其形状是旋转椭球形的,我的又一推论获得证实。这就表明我们所在所见的这个分宇宙是在旋转,其外还有别的宇宙!近来又报道,发现南天极处显现宇宙大爆炸的引力波冲击迹象:由引力波冲击耦合作用导致的电磁波偏振。这一方面表明大爆炸的爆心及现在的宇宙中心黑洞在南天极方位,另一方面也表明宏观的耦合作用——度作用力的显现!我们所在所见的这个分宇宙内物质的分布正在显现网络状结构,网眼是一个个宇观的物理真空。这是由于同性物质间的引力是吸力,导致物质的局部凝聚,不同凝聚集团之间的引潮力(引力派生的一种斥力)和光压(这也是导致膨胀的一种斥力)及来自反物质世界的反引力(斥力)导致凝聚集团之间的分离,形成一个个日益扩大的宇宙空洞——宇观的物理真空,并使我们所在所见的这个分宇宙还在加速膨胀!大爆炸时的物质及其能量,分散在宇宙中心黑洞及其它的各个正物质分宇宙及它们的反物质分宇宙内。所以,我们所在所见的这个分宇宙只有不足大爆炸时的物质及其能量总量的十分之一,而且极少能见到反物质,就很正常的了。再则,我们所在所见的这个分宇宙内,一半以上的动质量和能量是为场物质——光子和引力子所具有,要比所有的微粒物质的总质量、能量大得多。根本用不到让“暗物质和暗能量”来帮忙!!天体物理学家发现,我们所在所见的这个分宇宙内的质子数量(应该还有电子数量,或者说其总质量)在减少,这是用质子的自然衰变无法解释的。我们所在所见的这个分宇宙内的物质正日益被宇宙中心黑洞所吞噬,这就很好理解的了。200亿年来这个宇宙中心黑洞已经吞噬了我们这个分宇宙大约37个银河系质量的物质,约占我们这个分宇宙总质量的十亿分之一。(见我的书《大爆炸形成多宇宙时空》)

我的理论推算指出,霍金的黑洞温度公式:T=hC3/4GMkB表征的是黑洞表面光子帘处的温度,不是黑洞整体的温度分布公式。我导出的公式是:Tr=kβ/r=TRRh/r,其中r是距黑洞中心的距离,Rh是黑洞的极半径,Rh=2GM/Ch2,β= Ch/C,TR=Kβ3/n,n=M/Mo,M是黑洞的质量,Mo是太阳的质量,Ch是黑洞的极点处光子帘光速,C=30万公里/秒,Ch= C时,β=1.k=hC2/2kB=7.2×10-3(Km——K是开尔文温标,m是长度单位米),而TR=Kβ3/n中的K=hC3/4GMokB,kB是玻尔兹曼常数,h是普朗克常数,G是引力常数。当β=1时,TR=hC3/4GMkB,与霍金的黑洞温度公式完全相同!以黑洞的能量为Q=MC2计,T取霍金的黑洞温度值,根据熵S=Q/T=kB(8πG2M2/C)/π(2hG/C3)= kBA/2APL,就得到霍金的熵公式(A=4πRh2是黑洞的表面积,APL=4πLPL2是普朗克胞元的表面积)。这个熵公式显然是错的,难怪与热力学第二定律不符!一则,黑洞的温度离中心越近越高;二则,黑洞核心白洞处的物质提供的是膨胀能,其熵是正的,其它部分物质提供的是收缩能,其熵是负的,由分部积分得黑洞的总熵:S=S2+S1=(4π6kB/45)ln(βr2/r3)-(9kBA/32πAPL)[1-a4β4(1-4ln[aβ])],其中a= r2/Rh,r2是白洞的外边界,r3是白洞的内边界,也即微观物理真空的包络面半径。可见黑洞的负熵值比霍金的熵值要小些,但仍显示与黑洞的视面积(A/2)成正比。由于A/32πAPL是个很大的值,所以黑洞从克尔型黑洞到史瓦西型黑洞都是个负熵系统,而且负熵值还不断地增加(Rh不断增大),从史瓦西型黑洞到裸黑洞,负熵值有所减小(质量虽增大,但密度增大,半径Rh反减小);r2增大,r3减小到小于普朗克长度,即白洞熵增大而趋成熟,但仍是个负熵系统。裸黑洞在蒸发过程中(驻波辐射和霍金辐射),r2与r3保持不变,即白洞熵不变,而Rh不断减小,即A不断减小,负熵值不断减小,这是个熵增大的不可逆过程,与热力学第二定律相符。到S=0时,Rh=RC=1.6×10-13米,其内的白洞因黑洞约束力消失而爆炸,并把黑洞彻底粉碎!

我是认同霍金的如下认识的:黑洞并非只是吞噬一切,从而无法探测黑洞所具有的信息,它还是有对外的辐射,从而有可供探测黑洞的信息的。我只是不认同他用虚光子、虚粒子来阐明黑洞的对外辐射,不认同黑洞除了向外辐射光子外,还有向外辐射微粒物质(如中子)的能力。黑洞是真正理想的黑体,它具有黑体辐射(热辐射),辐射能谱为:u(λ,T)= 8πhC/λ5[exp(hC/λkBT)-1](普朗克黑体辐射定律),除了微黑洞(是微型的裸黑洞)及裸黑洞的中晚期,黑洞的视界表面的温度较高外,黑洞一生的视界表面温度是很低的(远低于10-3K),所以基本上是长波辐射,u(λ,T) ≈8πkB2/C3=8πkBT/Cλ2(瑞利——金斯公式)。裸黑洞的中晚期,特别是微黑洞的表面温度很高,其辐射会是可见光、紫外线、x光甚至是γ射线(微黑洞是γ射线源)!由于第一类类星体(它们将是已发现的几千个类星体中的多数),本体发光,其周围的星云稀薄,无线电天线阵列(无线电天文望远镜),甚至光学天文望远镜都能探测其辐射;第二类类星体是裸黑洞,其周围无星云,其辐射的平均功率高达1051千瓦(第一类类星体的平均辐射功率为1038千瓦以上),探测将是很方便的。如果霍金辐射除了热辐射还有中子等辐射,应可见p——e等离子体辐射。我认为第一、二类类星体都是尺度日益收缩的史瓦西型黑洞,因而具有强烈的驻波辐射,其基波波长λ0=2Rh,倍频是λ1=Rh,双倍频是λ2=Rh/2,……,这是个线频谱,表征了黑洞本体(类星体的本体)的尺度,并且随其尺度的减小,频谱的频率日益变高(辐射强度也增大)。由于黑洞内部温度呈梯度分布,按黑体辐射来看,其热辐射(霍金辐射)该是个连续谱。但我认为霍金辐射只与黑洞的表面温度相关,从而霍金辐射的波长为:λH=2Rh4。第一类类星体其周围有日益缩小的星云(其中可能还有恒星,甚至恒星黑洞,但绝对没有微黑洞!),由于星云物质(包括带电粒子)高速向类星体的本体下落,途中相互碰撞、摩擦、粉碎,有声辐射、从长波到微波的电磁辐射,热辐射(微波、红外线、可见光、紫外线)及切仑科夫辐射及韧止辐射(x射线),甚至微粒物质转化为场物质的γ射线辐射,也即具有宽频的连续谱辐射。第三类类星体在诞生后,本体是个迅速扩大的光球(三万多年后就可以达到星系的尺度),光球的温度中央高,外围低,故其辐射也是中央强,越向外越弱(频率也越低),即其本体具有从微波到紫外线的宽频的连续谱辐射。并且,随光球的扩大,本体辐射就越弱。而且,光球内自外向内逐步演化出星系物质来,其核心则生成新的星系中央黑洞(从而在核心周围会有从长波到γ射线的宽频的连续谱辐射)。其周围有日益扩大的星云,星云中散布许多微黑洞,它们的尺度不大于8×10-14米,质量不大于3.8366×1014kg,表面温度则高达1.265×1010K以上。微黑洞不会吞噬周围的物质,其内的白洞太小,无法成长,故微黑洞只是个强γ射线源。可见,第三类类星体与第一类类星体是有很大不同的。因而,类星体问题是检验我的理论研究的试金石(当然,也是检验霍金的理论研究的试金石)。

还应该指出,第三类类星体在转化为星系(或星系团)时,最初物质是十分密集的,其内的声压很高,使局部物质凝聚,形成大质量恒星的几率很高,同时声速很高,使这些天体获得很高的逃逸速度;随着星系的膨胀,物质的分散,声速越来越低,星际物质获得的逃逸速度越来越小。所以,一个星系边缘的天体的运行速度比内缘天体的运行速度高,这是很自然的,根本用不到“暗物质、暗能量”假设来帮忙!同样道理,宇宙大爆炸后正反物质世界分离初期,最初物质是十分密集的,其内的声压很高,使局部物质凝聚,形成星系的密度很高,它们演化为类星体的历程就较短。因而,现在有许多已由类星体演化为次生的新星系(或星系团)。这就是为什么我们看到类星体都离我们较久远,而我们看到的星系(或星系团)年龄多在150亿年之内,比宇宙的年龄200亿年小了许多。同时初期因声速很高,使那些天体获得很高的逃逸速度;随着宇宙的膨胀,物质的分散,星系的密度较低,演化为类星体的历程就较长。而且因声速越来越低,星际物质获得的逃逸速度越来越小。所以,我们看到离我们越久远的星系退行速度越大,由其发来的光红移也越大,这就是形成哈勃定律的机理。但是,用旧有的多普勒频移公式求得的退行速度,由哈勃定律来判断类星体离我们的距离,会发生较大的偏差的。因为多普勒频移公式只考虑了退行速度引起的红移,没考虑引力红移,作为黑洞的类星体引起的引力红移是相当大的。例如,据说已观测到红移量Z=5的类星体,以现有理论算出,它离我们186亿光年,已在我们的分宇宙之外,还能探测到?!明显不合理么!还有个红移量Z=0.035的类星体MARK509,以现有理论算得它离我们6.73亿光年,能有离我们那么近的类星体?!也不正常么!对于类星体的退行速度,我给出了一个计算式:V=C[(1+Z)2-1]/[(1+Z)2+1]-C/3,而d=V/H0,H0是哈勃常数(推导见《大爆炸形成多宇宙时空》P71)。按此,Z=5的类星体距离我们119.9亿光年,确实在我们的分宇宙之内;而Z=0.035的类星体MARK509距离我们58.5亿光年,也在正常、合理的区域。所以,对于已发现的几千个类星体应重新计算退行速度V,按此重算距离d,再重新计算辐射功率和谱系,从而对其分类。我们测到的光速,只与我们所在的空间特性有关,与光源发出光时的光速无关。例如,我们在水下潜水器测得水中的光速与水面上空气中测得的光速是不一样的,尽管水下的光是从空气中传来的。所以,我们按在地面或太空望远镜及摄谱仪得到的谱线,按C/υ=λ,与类星体辐射时的Chhh,λh=λ,其中已隐含了引力红移。

通过光学望远镜可初步区分三类类星体:第一类类星体其发光的本体之外有星云,其内可能有恒星,甚至会有较小的黑洞。较长时期地跟踪观察,本体尺度收缩,但亮度增高,其星云变稀,尺度收缩;第二类类星体是裸露的,周围无星云,较长时期跟踪观察,本体尺度明显收缩,但亮度显著增高;第三类类星体其发光的本体之外有星云,较长时期的跟踪观察,本体尺度增大,但亮度减弱,其星云尺度扩大。无线电望远镜和摄谱仪探测:第一类类星体本体发光或是线谱:λN=21-Nλ1,N=0, 1,2, ……,还有λH=2λ14,而λ1就是表征黑洞半径R之值;或是理想黑体的普朗克黑体辐射连续谱(或者两者兼有),其中最长的波长就是λH,从而黑洞半径R=π4λH/2。较长时期的跟踪观察,会发现本体辐射的频率变高,强度增大,但平均辐射功率在1038千瓦到1050千瓦之间。其星云中无散布的γ射线源(无微黑洞),但可能有恒星辐射,甚至会有中子星或较小黑洞的辐射。星云近本体处有幂律特性的宽频连续谱辐射;第二类类星体只有线谱:λN=21-Nλ1,N=0,1,2, ……,还有λH=2λ14,而λ1就是表征黑洞半径R之值;或是理想黑体的普朗克黑体辐射连续谱(或者两者兼有),其中最长的波长就是λH,从而黑洞半径R=π4λH/2。较长时期的跟踪观察,会发现本体辐射的频率变高,强度增大,平均辐射功率在1051千瓦之上;第三类类星体最显著的特点是大多数本体发光的光度随时间变弱,尺度是变大的,近核心区有幂律特性的宽频连续谱辐射,辐射强度有个低频调制,表征核心处一个星系中央黑洞在成长着。但日益扩大的星云中散布强γ射线点源,以及日益增多的新生恒星的辐射。还有一些第三类类星体可能表现为二个分离速度在160万公里/秒到320万公里/秒(五倍多到10倍多“光速”)之间(区间是[160,320)万公里/秒)的星系,其间有一个公共黑洞,这个黑洞也是第一类类星体。如分离速度为120到160万公里/秒之间(区间是[120,160)万公里/秒),其间的公共黑洞还是克尔黑洞,还没演化成第一类类星体。这种类星体是一个无旋白洞(它是由两个质量相同,动量矩正好相反的星系合并而演化的黑洞孕育出的)爆炸后演化成的。两个星系一个是左旋的,另一个是右旋的,质量相同,但一个由正物质组成,有p——e和α粒子辐射,另一个由反物质组成,有p、e+和α 粒子辐射。由反物质组成的星系看起来要比由正物质组成的星系尺度要小些,但要紧密些,这是因为周围的其它正物质星系对它的斥力造成的。

我原本在《大爆炸形成多宇宙时空》一书中,对史瓦西型黑洞(第一、二类类星体)的热辐射只考虑表面的热辐射(霍金热辐射),没考虑作为理想黑体整体的普朗克连续谱的辐射,如果驻波辐射和普朗克连续谱的辐射同时存在,则类星体的演化可能会比我原先的推算要快些,宇宙的收缩期,特别是蒸发期可能要比原先的推算要短些。如果没有驻波辐射,只有普朗克连续谱的辐射,那么类星体的演化可能会比我原先的推算要慢些,宇宙的收缩期,特别是蒸发期可能要比原先的推算要长些。如果第一、二类类星体的辐射如同霍金所推断的,除了有热辐射还有微粒物质的辐射,那么说明我对量子论的认识有偏差,我的研究就存在很大的问题了!不过,我至今认为黑洞作为一个真正的理想黑体,它只吞噬场物质,也只辐射场物质!它将微粒物质拉向它的过程中将微粒物质转化成场物质,部分辐射出去,部分吞噬掉。因为它的表面光子帘的光速使微粒物质在达到这个速度时崩溃而转化为场物质了,不可能像中子星那样可以直接撞到星体上,引起星震和星裂,发生γ射线爆!黑洞内虽有复杂的物相,但任何微粒物质达到表面光子帘的光速也将崩溃而转化为场物质,也只能有场物质(光子和引力子)的辐射了!所以,黑洞是个将微粒物质转化为场物质的自动机!

如果我的理论推断是正确的,那么第一类类星体的表面光速最初是40万公里/秒,它所控制的周围的星系或星云相对它的运动速度也是40万公里/秒,从而其二侧的二个星系的分离速度在我们看来是160万公里/秒。随着它向第二类类星体演化,其表面光速不断增大,向80万公里/秒靠拢。成为第二类类星体时,达到80万公里/秒,可是这时它已经将周围的星系或星云吞噬掉了,所以分离速度达不到320万公里/秒!而克尔黑洞其表面光速如果是30万公里/秒的话,它二侧星系或星云的最高分离速度区间是[120,160)万公里/秒。对于第二类类星体,由λ1可推算出它的质量:M=64λ1×1016/2G≈4.79574λ1×1027(公斤),λ1单位以米计。第一类类星体与周围物质有引力作用,以此来判断其质量M,由 (2GM/λ10.5= Ch 得到它的光子帘光速。对于可以得出周围的星系或星云相对它“超光速”分离速度V的第一类类星体,其质量M=λ1V2/32G,并以第一类类星体与周围物质有引力作用得到的质量M′,与之相比较,看是否一致。

克尔黑洞(恒星黑洞、星系中央黑洞和星系团中央黑洞),由于其周围被浓密的星际物质或星系物质包围着,又如果其热辐射仅发生在表面,不是整体的普朗克辐射,由于表面温度极低(低于10-3K),仅是长波辐射,那么用光学望远镜是看不到黑洞本体的,因而此黑洞的确是“黑的”!如果克尔黑洞的热辐射是普朗克辐射谱系的,那它有可见光波段。由于其周围被浓密的星际物质或星系物质包围着,那么用光学望远镜看到的黑洞本体是模糊的,是个“灰洞”!即使克尔黑洞的热辐射仅发生在表面,用无线电望远镜阵列探测,这种辐射有个长波的连续谱 [υ2,υ1],υ1>υ2 ,由λ1=C/υ1=Rh(极半径),λ2=C/υ2=Rk(赤半径),可得到此黑洞的尺度和形状。另外从黑洞周围的物质落到黑洞时的γ射线分布也可大致得到此黑洞的尺度和形状。所以,在无线电望远镜阵列看来,克尔黑洞并非是“黑的”! 克尔黑洞周围的物质落到黑洞时的宽频连续谱有些类同于中子星的频谱,但有二点不同:一是中子星的自转速度很高,它有快速扫描的特征,黑洞转速很慢,扫描周期长得多;二是中子星会有流星撞击引起的星震、星裂,导致γ射线爆,黑洞不会有这种现象,但克尔黑洞有径向的涨缩(质量增大时径向增大,光子帘光速增大时径向收缩)导致的缓慢调制连续谱。另外,由其与其它天体间的引力作用,可以判别它的质量,质量低于3.2倍太阳质量的就是中子星(意大利天体物理学家雷莫•鲁非尼和一位中国天体物理学家差不多同时期推断出这一结论——以此也可检验他们的推断是否正确!),更大质量的就是黑洞。根据Ch2=2GM/λ1可得出克尔黑洞极半径处光子帘的光子速度,克尔黑洞的早期,周围物质密集,光速可能低于30万公里/秒,较晚期物质密度低了,可能高于30万公里/秒。由黑洞x射线和γ射线扫描周期及黑洞质量、尺度按旋转椭球体算出单位质量的角动量a,按Ck2=[GM+(G2M2- Ga2)0.5]/λ2可得出克尔黑洞赤半径处光子帘的光子速度。还可由T=36.06hυ/π4kB得到克尔黑洞光子帘处的温度分布。

综上所述,黑洞是可以探测、测定的。一些学者对于黑洞的理论研究是可以通过天文观测来检验的。天文学家现今已积累了许多有关黑洞的探测资料,今后会有更多、更精细的探测资料,会有越来越多的民众关切和理解对黑洞的认识。

黑洞是个耗散结构系统,是个负熵天体,是个“宇宙生命体”。且看星系中央黑洞周围,因为星际物质落向它而发生强烈的声波冲击,造成星际物质的局部凝聚,强大的X射线,γ射线辐射又催化了热核反应,一个个质量各异的恒星在星系中央黑洞周围的星云中诞生着、演化着,随着演化为超新星爆炸,又演化出许多恒星黑洞、中子星、红巨星和白、红矮星,星系中央黑洞就是这幕天体演化精彩活剧的总导演!黑洞不只是旧世界的毁灭者,黑洞及其核心区孕育着的白洞,也是新世界的创世者,宇宙在弱力、强力、电磁力、引力和度作用力的作用下自然地演化着。

那些反对相对论和量子论,否定黑洞的客观存在的人,既阻扰不了天文学家对黑洞的探测,也阻扰不了黑洞知识在民众中的日益广泛的认知!

2014年7月20日

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