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为什么引力波可以逃出黑洞?

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online_member 发表于 2018-11-3 21:49:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
为什么引力波可以逃出黑洞?104 / 作者:egpfdgnwso / 帖子ID:42339
online_member 发表于 2018-11-3 21:50:28 | 显示全部楼层
因为它不在三界之内,五行之中。这当然是开玩笑的啦,不过联想一下,其实这么理解也可以黑洞就目前我们人类的认知领域中可以“吞噬”绝大多数东西,不仅是光线,甚至是时间。没错黑洞连时间都可以“吞噬”,但是相对于我们来说的时间概念。
为什么引力波可以逃出黑洞?296 / 作者:47971655 / 帖子ID:42339
那我们来看看引力波是啥。
在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。这种弯曲是因为质量的存在而导致。通常而言,在一个给定的体积内,包含的质量越大,那么在这个体积边界处所导致的时空曲率越大。当一个有质量的物体在时空当中运动的时候,曲率变化反应了这些物体的位置变化。
为什么引力波可以逃出黑洞?224 / 作者:47971655 / 帖子ID:42339
黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小,热量无限大的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将聚集成一点,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。
为什么引力波可以逃出黑洞?740 / 作者:47971655 / 帖子ID:42339
看到这一些人已经懵懵懂懂的明白了。举一下光线的例子,光线之所以会被“吞噬”是黑洞扭曲了时空造成的,改变了光的传播路径,使之朝向奇点传播。同时由于扭曲了时空,相对于我们来说是“吞噬”了物质和时间。引力波是时空波动产生的,质量是其产生的必备条件。而黑洞是一个质量很大的天体,其本身也是通过扭曲时空来运作的。简单一句话引力波并不属于时空中的物质和能量,不属于“三界之内,五行之中”。所以黑洞管不了它。
online_member 发表于 2018-11-3 21:50:49 | 显示全部楼层
引力波并没有“逃出”黑洞,因为“逃出”隐含的意思是它最初在黑洞里面,然后到了外面。实际情况是,在两个黑洞合并的过程中产生了引力波,从一开始它就在黑洞外面,然后向宇宙的四面八方传播。
这里稍微解释一下引力波是什么。在牛顿力学中,时空是绝对的,时间就是均匀的流逝,空间就是空洞的场所,跟物质没有关系,自然也没有结构可言。但在相对论中,时空是与物质有关的,物质的质量会使时空弯曲,这样时空就有结构了。可以把时空理解为物质运动的舞台,那么普通的波就是舞台不动,物体运动,而引力波是这个舞台本身在动
题主需要想到一点:如果黑洞不能产生任何可观测的效应,那我们怎么可能知道黑洞的存在呢?其实早在发现引力波之前,人们就在不断地观测黑洞,找到了许多天体是黑洞的证据,例如有些辐射看起来是从黑洞的“吸积盘”发出来的(理论可以预测黑洞吸积盘的谱线,观测与之相符)。当然,由于黑洞不能直接看到(黑洞里面的光不能跑到黑洞外面),这些证据都是间接的。不过,这些间接的证据已经相当可靠了,因为很难提出其他合理的原因解释这些观测结果。
为什么引力波可以逃出黑洞?989 / 作者:zhaobai / 帖子ID:42339
黑洞吸积盘
最后,前面说的都是黑洞在外面产生某些效应。但即使是从黑洞发出物质,按照某种理论也是可以的,这就是“史蒂芬霍金辐射”!这个理论就不只是广义相对论的结果了,还必须用上量子力学。根据量子力学,“真空”并不是真的空无一物,而是时刻在产生虚的正粒子与反粒子的对,它们不断产生又不断湮灭。如果在一个黑洞旁边,刚好有一个粒子被黑洞吸进去了,那么相应的反粒子就从虚的变成实的,相当于从黑洞发出了这个反粒子。
online_member 发表于 2018-11-3 21:51:13 | 显示全部楼层
在前四次引力波事件中,都是黑洞合并释放的,这并不是说引力波可以逃出黑洞,而是黑洞合并产生时引发了时空涟漪。这是一种时空弯曲所带来的效应,以波的形式在宇宙中传播,速度当然是光速。黑洞所控制的是电磁波,引力波与电磁波是不一样的,前者为时空本身的特点,电磁波则不是。第五次引力波事件中,GW170817信号源又名SGRB 170817A余辉的新影像,最初被命名为斯沃普超新星调查SSS17a,显示了明亮蓝色的天文瞬变,之后又被国际天文协会称为AT2017gfo,是一次中子星合并产生的引力波。
为什么引力波可以逃出黑洞?943 / 作者:wuqunce / 帖子ID:42339
毫无疑问这样的事件会越来越多,第五次引力波事件中,智利拉斯卡帕纳斯天文台使用斯沃普1-m望远镜所观察的图片是一次突出的贡献,它引出了多信使天文学的时代。引用150年前路易-巴斯德的话,一旦涉及到观测,机会只会留给有准备的人,显然在2017年8月17日晚,当警报已发送到LIGO/VIRFGO引力波团队时,天文学家已经做好了准备。
为什么引力波可以逃出黑洞?150 / 作者:wuqunce / 帖子ID:42339
因为第五次引力波事件GW170817,我们了解到了中子星合并的核物理学,相对星体演化,这方面的宇宙学显然还是个空白。根据这次引力波事件,我们现在知道了宇宙中的重金元素是怎么产生的了。第五次引力波事件与前四次不同,前四次是黑洞产生,第五次为中子星产生,引力波是宇宙弯曲时空特点所产生,与黑洞逃逸速度没有关系。
 楼主| 发表于 2018-11-3 21:51:53 | 显示全部楼层
谢谢邀请。简单的回答就是引力波并没有逃出黑洞,至少我们目前观测到的引力波不是。接下来让我们详细看一下。首先简单看一下黑洞。黑洞其实就是一个强大的引力体集合,通常认为黑洞的所有质量都是集中在中心的奇点上,正是因为这个原因,在奇点周围的一个范围之之内,物体的逃逸速度要比光速要大。我们知道,光速是我们所知道的物理运动的最高速度,没有任何的其它实际运动速度会比这个高,因此利用逃逸速度等于光速我们就可以定义一个临界面,也就是我们所熟知的视界面。在这个界面之内,任何比物质包括光都逃逸不出去,因为里面的逃逸速度需要比光速大。而在之外,物体是有机会逃离的。那接下来让我们再看一下引力波,在1915年爱因斯坦提出广义相对论场方程。几个月之后,他就在简单近似的基础之上了,得到了一个时空运动的波动解,这就是我们现在知道的引力波。非常有趣的一点是,引力波是以光速运动的。我们知道,光通常也被称为光波,它的最小组成单位为光子。然而对于引力波而言,从理论的角度,它的组成单位也应该是引力子。但是限于目前的探测技术,我们只探测到了引力波,还没有探测到更小的引力子。尽管如此,我们可以想象,引力子的运动速度也就是光速。接下来再让我们看一下,如果引力波或者引力子产生于黑洞的内部,因为其速度也就是光速,也不可能逃出去。另外,对于目前所探测到的引力波,至少从拟合的角度反推得知,产生的引力波也是距离黑洞视界面有一定距离的,也就是说所产生的引力波在黑洞视界面的外边,而非里面,所以是有可能逃逸出去的。

归根结底,目前探测到的引力波之所以能够被探测到,就是因为它们产生于黑洞的视界面之外,而非视界面之内。
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