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“天上一天地下一年”!时间畸变的黑洞内,可能住着高级文明吗?

J2157黑洞被科学家们发现时,距离地球有120亿光年远,这也是到目前为止最大的黑洞,它一年内会吞噬四千万个太阳,相当于平均每天吞噬一个太阳质量的物质,因此被誉为“一天吃一个太阳”。

然而科学家们还是在它的周围找到了正常的星体,然而这些恒星能够存活是因为它们之间存在引力平衡,从而形成了稳定的轨道,使得这些恒星不被黑洞吞噬。

但是科学家们认为黑洞会获得质量从而变得越来越大,那么当J2157吞噬了全部的恒星,它还会是一个普通的黑洞吗?

那么黑洞内是什么样的环境?

关于黑洞内部的环境一直是科学家们探讨的焦点之一,甚至有一些猜想认为在黑洞的内部可能隐藏着一种类似“所罗门环”的结构。

然而有一种猜测可能更符合逻辑,那就是黑洞内存在一个叫做柯西视界的区域,那么这个柯西视界是什么?

又为什么黑洞内可能存在稳定的区域?

黑洞是一种自然形成的天体,其形成的条件是在恒星燃烧核聚变燃料的过程中,如果恒星不再存在能量供给,同时又没有办法抵抗引力的话,那么它就会演化为黑洞。

黑洞的引力非常强大,可以吸引光甚至连光线都无法逃出它的引力范围,所以黑洞看起来就好像是一个什么都没有的虚无之处一样。

但是如果人们仔细的观察的话,就会发现黑洞周围都有一个叫做“视界”的区域,称为柯西视界,而这个柯西视界的范围正好就是黑洞的表面。

当物体被吞噬到柯西视界的时候,由于黑洞的引力非常大,所以它被吸入的柯西视界会与黑洞的表面之间的引力平衡,然而如果这个物体想从柯西视界逃离的话需要突破引力大关。

由于黑洞的引力非常大所以即使是光线也无法从柯西视界逃离,所以从这个范围往黑洞内看就像是看到了黑洞,这也是为什么黑洞看起来就好像一个没有颜色的漆黑之处的原因。

但是柯西视界并不是一个固定不变的东西,当物体落入黑洞之后,黑洞的质量会增大,那么它的柯西视界的半径也会变大。

根据史瓦西切尔德的黑洞半径公式,黑洞的半径r与其质量M之间是成正比的关系,所以黑洞的质量越大,它的柯西视界半径也越大,因此柯西视界直接与黑洞的质量成正比。

那么当J2157黑洞的质量达到了1000亿倍太阳质量时,其柯西视界的半径将会达到1000天文单位。

所以柯西视界的范围内物体会以这样一种非常快的速度落到黑洞内部,而如果物体在柯西视界的边界上停留的时间越长,那么它最终会落入黑洞内部的速度就会越快。

这恰恰是一个能够令人着迷的地方,那就是身处柯西视界的物体不会立即落入黑洞内部,而是落入黑洞需要一段时间,而这段看似非常矛盾的的现象确实是存在的。

这是因为当物体到达柯西视界之后,其时间流逝的速度与外界的时间流逝速度是不一样的,后者对于某个时间段来说有一个确定的时间流逝指标,比如一天或者一年;

而前者身处柯西视界的物体的时间流逝速度则是非常快的,有一个很快的时间流逝标准,比如一秒或者一分钟,这让人感到非常的矛盾,为什么时间流逝会和位置有关呢?

这是因为时间是相对的,人们经常说的时间是指人类所感知到的时间,而这个时间是相对于人们所处的环境而言的。

我们所感知到的时间流逝是由于环境内发生的事物的变化引起的,而黑洞内部的环境非常特殊,引力非常大,物质之间的距离非常短,因此环境变化也会非常的快,导致我们感知到的时间也变快了。

正因为时间流逝的快所以这些物质才有可能在宇宙年龄还很小的时候就会落入黑洞,而不会等到它们能够平衡黑洞的引力后再落入其中。

但是这样一来就有一个非常严重的问题,那就是黑洞内部的温度会不会变得很高?

事实上温度是由物体内部的分子/原子之间的碰撞引起的,由于黑洞内部的引力非常大,因此物体之间的距离非常短,碰撞也会非常频繁,导致温度会非常高。

但是其实问题要复杂的多,黑洞内部会以最高熵状态存在,这时所有的数值都是最大的,包括压力、密度等,这些的变化都是在一个系统达到平衡状态的前提下的。

不过其实这种状态并不是不动的,自然界中有一条最重要的物理定律,那就是熵增原理。

熵是指一个系统的无序性,而熵增就是说一个系统的无序性会不断的提高,最高熵状态是一个系统可以达到的最无序的状态,也就是最难有进一步的变化的状态,因此也就是一个系统会不断向最高熵状态的方向变化。

按照这个原理,黑洞内部虽然在刚刚形成的时候处于一个非常有序的状态,但是随着时间的推移,熵增原理就会让它向着无序性更高的状态转变。

这就是为什么黑洞内部的物质会不断地动的原因,也是为什么温度会不断升高的原因。

但是目前为止人们对黑洞内部的探索还是非常少的,因为黑洞内部的环境牵扯很多极端的条件,因此其实人们对于黑洞内部的了解还不是很全面。

虽然人们在理论上探讨了很多关于黑洞内部环境的问题,但是这些理论并不能完全的解释其中的问题,所以很多关于黑洞内部环境的问题还需要人们进行实地探测。

然而人们却认为黑洞内部存在着一个与黑洞本身相对稳定的区域,这个区域就是柯西视界,然而科学家是如何得出这个结论的呢?

这是因为黑洞在原本就存在的时候是有一个温度的,而这个温度是由黑洞的位移频率所决定的,而物理学中有一个理论认为冷物体会吸引热物体,而热物体则会吸引冷物体,所以当这两者之间达到一种平衡的状态的时候,它们的熵也就不会再变大了。

而且这个熵是由位移频率和质量两者综合作用在一起的,所以如果黑洞的质量非常大的话,那么这个位移频率就会越大,所以这两者是相互影响的。

当柯西视界内的物体落入黑洞之后,它们的熵就会变得越来越大,所以它们会产生一种阻尼效应,导致黑洞内的物体熵变小,从而使黑洞的温度也就变小了。

但是这个阻尼效应是由于黑洞内部的物质之间摩擦碰撞产生的,所以黑洞内部产生阻尼效应的前提条件是黑洞内部物体非常的多,而这个数量是相当于黑洞内部有光了的。

因此可以看出当黑洞内部有很多物质的时候,这些物质之间的碰撞摩擦会产生阻尼效应,从而使黑洞的温度变小,而且还有一个重要的因素就是黑洞内部的物质还会不断地被吞噬。

当黑洞内的物质被吞噬之后,它们一定会导致黑洞的质量变大,但是这个改变是经过一个很长的时间之后才会引起的,所以就会有一个很长的寿命。

人们根据这两个因素得出结论认为黑洞内部很有可能存在一个与黑洞相对稳定的区域,例如柯西视界。

但是柯西视界到底是什么样的地方,人们还没有找到一个满意的答案,但是根据柯西视界内部的特点,人们提出了一个假设,就是柯西视界可能会存在一种气体,其温度也会有一个限制的范围,这就像是将黑洞内部形容成一个巨大的炉子一样,但是这个炉子同样也是潜在的高等文明的栖息处。

可能有人会认为高等文明不是应该让人们向往的吗,为什么会选择在黑洞内部生存在一个叫做柯西视界的地方呢,这是因为人们现在所处的宇宙社会等级还很低,如果我们要向黑洞的动物学中的“宇宙水平”提出疑问的话,我们的宇宙文明等级大约只有0.73左右。

虽然现在的人类正处在飞速的科技发展中,但是人类距离二级文明还有很远的路要走,甚至三级文明更是遥不可及。

所以人类现在还没有能力去探索黑洞内部的环境,所以人们对于黑洞内部的环境也只能停留在纯理论层面了。

但是人们对于未来的展望是充满希望的,我们在飞速的科技发展中有望升到二级文明,甚至三级文明,在那个时候黑洞内部的环境会是怎样的,人们也会有更多的探索可能性,当有一天人类真的到达了高等文明的时候,那时再去探索黑洞的内部环境也不迟。

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