黑洞是目前宇宙中已知的引力最大的一種天體,黑洞的引力是因?yàn)槠鋸?qiáng)大的質(zhì)量指蚁,由于黑洞是通過(guò)大質(zhì)量恒星超新星爆炸而形成的菩佑,這導(dǎo)致黑洞的質(zhì)量也是很大的,再加上黑洞會(huì)不斷的吸收周圍的物質(zhì)凝化,所以黑洞的質(zhì)量一直處于不斷的增加之中稍坯,提起質(zhì)量,往往我們會(huì)想到另外一個(gè)物理量:體積搓劫,通常來(lái)說(shuō)瞧哟,我們講的黑洞的體積是指的黑洞事件視野的大小,事件視野是指:黑洞會(huì)將光吸收進(jìn)去枪向,所以在黑洞外圍會(huì)形成一個(gè)光線無(wú)法逃逸的界限勤揩,也就是黑洞的光能傳播的最遠(yuǎn)距離,由于事件視野的阻礙秘蛔,所以我們無(wú)法觀測(cè)到黑洞內(nèi)部的真實(shí)情況陨亡,那么事件視野內(nèi)的黑洞實(shí)體究竟是有多大呢?
目前主流的物理理論認(rèn)為黑洞的實(shí)體應(yīng)該是一個(gè)奇點(diǎn)缠犀,奇點(diǎn)代表著什么呢数苫?這里要簡(jiǎn)單的談一談黑洞的形成過(guò)程,當(dāng)恒星發(fā)生超新星爆炸時(shí)辨液,恒星會(huì)重力的作用下向內(nèi)快速坍縮虐急,恒星的質(zhì)量越大,向內(nèi)坍縮的壓力就越大滔迈,過(guò)程也就越激烈止吁,強(qiáng)大的壓力會(huì)碾碎物質(zhì)的基本構(gòu)成,中子星就是恒星發(fā)生超新星爆炸時(shí)燎悍,強(qiáng)大的壓力將物質(zhì)碾碎成了構(gòu)成物質(zhì)的最基本粒子—中子而形成的敬惦,如果恒星的質(zhì)量再大一些槽唾,那么向內(nèi)坍縮的壓力就會(huì)越大荷鼠,這種難以想象的壓力會(huì)將中子這種最基本粒子都全部碾碎,最終形成一個(gè)體積趨近于無(wú)限小的點(diǎn)点待,即奇點(diǎn),我們可以將其理解成為物理學(xué)中提到的質(zhì)點(diǎn)畴椰,通常我們研究黑洞時(shí)僅僅會(huì)考慮三個(gè)物理量臊诊,即質(zhì)量、角動(dòng)量斜脂、電荷抓艳,將黑洞的體積形狀選擇忽略不計(jì),或者說(shuō)由于我們無(wú)法進(jìn)入黑洞帚戳,所以我們無(wú)法觀測(cè)黑洞的體積究竟有多大玷或,所以我們就能將其理解為體積是無(wú)限小的。
體積無(wú)限衅巍偏友?這是一個(gè)很有意義的概念,但這個(gè)推斷有一個(gè)致命的缺點(diǎn)蚂踊,因?yàn)闊o(wú)限小只能在數(shù)學(xué)上實(shí)現(xiàn)约谈,但是在生活中我們似乎找不到任何一種存在無(wú)限小的物理量,就連宇宙中最低溫度—絕對(duì)零度都有一個(gè)明確的數(shù)值犁钟,即零開(kāi)爾文棱诱,所以無(wú)限小在現(xiàn)實(shí)中是根本講不通的。
黑洞體積無(wú)限小除了與現(xiàn)實(shí)不符涝动,它還與量子力學(xué)發(fā)生了根本性的矛盾迈勋,量子力學(xué)的基礎(chǔ)就是量子化,即存在最小單位的物理量醋粟,最早在1900年由德國(guó)物理學(xué)家普朗克在研究黑體輻射時(shí)提出的靡菇,普朗克常數(shù)是物理學(xué)中一個(gè)十分重要的物理量,量子力學(xué)認(rèn)為不存在無(wú)限小的物理量米愿,體積厦凤、質(zhì)量、時(shí)間育苟、能量都存在著最小單位较鼓,量子化的概念是構(gòu)成微觀世界的基本,也被眾多的物理實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證违柏,但是黑洞體積無(wú)限小這個(gè)概念卻與量子力學(xué)相矛盾博烂,準(zhǔn)確的說(shuō)是整個(gè)經(jīng)典物理學(xué)與量子力學(xué)無(wú)法相容的問(wèn)題,兩者雖然無(wú)法相融漱竖,但兩者同時(shí)還是研究宏觀世界與微觀世界的真理禽篱,所以物理學(xué)家只能勉強(qiáng)的解釋為兩種物理體系都不完備,一定存在著一種可以將兩者統(tǒng)一的大統(tǒng)一物理學(xué)馍惹,目前比較流行的弦理論被寄予厚望躺率。