核心训练k***,核心训练四个经典动作

1. 黑洞的体积可以无限小吗？

黑洞的体积可以无限小吗？

黑洞这个天体确实有很多有趣的性质……

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黑洞是由足够大质量的恒星在燃料耗尽后即使是中子间的互斥力也不足以支撑强大的引力，导致星体密度变得更高最终坍塌而成，其引力很强就连光也无法从中逃逸。

我对问题的结论：关于视界中的核心，因为光也无法从视界中逃逸所以我们没有能力观察它，我们也不知道是否存在一种粒子的斥力比中子还强能使天体维持一定体积。如果没有的话核心会一直坍塌成一个体积无穷小密度无穷大的奇点，物理定律在奇点上将失效，这样这个天体就没有体积。另外我们常说的黑洞半径确实是指史瓦西半径，因为对史瓦西半径外的观察者而言能看到的就是史瓦西半径外的***，史瓦西半径内“一片黑”，我们无法观察，对外面来说这个半径以内就是“黑洞”了。但对于一个在史瓦西半径内的观察者而言，在他被引力撕碎之前，他是可以看到视界内部的***的。

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换句话说在史瓦西半径内，物理定律依然成立，但是史瓦西半径依然有其特殊之处，可以用一些直观的计算看出来。

先写出史瓦西度规

（***设大家了解过狭义相对论，知道度规的定义）

乍一看这个度规，会发现在史瓦西半径处度规出现了奇异性：,趋向于无穷大！

那是不是物理定律在这里失效了呢？其实并不是，我们继续看下去。

质量的最小尺度约为22微克，也称为普朗克质量。也就是说，至少要有上万个最小黑洞，质量才能够达到一磅。

而最小的黑洞体积约为10^-98 cm^3（即4 / 3π*1普朗克长度的立方）。也就是说，你可以把几十亿个迷你黑洞放进一个杯子里哦。毋庸置疑的是，这个杯子会变得非常非常重。

黑洞的体积不可以无限小，这一点根据我们的经验已大体可以确定。

物体是怎样变小的？有两个决定因素。一个是物体承受的压力大小，另一个是物体的承重极限。当压力超过物体承重极限，物体就会转变状态或变为另一种物质，来承受相应的力量。

各种物质总是对应相应的承重极限，真空（宇宙內部的真空）、气体、液体、胶体、固体及各种星球内部不同结构与其成分结合，拥有各自的承重极限。真空压缩为气体、气体压缩为液体，液体压缩为固体，氢压缩为氦……每种压力，都有抵抗它的物质形态。

黑洞的实体体积（非史瓦希半径的体积）已经非常小，这种情况下，靠引力造成持续性增大的压力的效果已非常有限。质量一定的情况下，它的体积是100立方米，还是1立方米，影响已经不大。也就是说，黑洞将失去无限坍缩的动力，其压力将保持在较稳定的某一水平。同时，会有某种物质形态与其对应。

如果黑洞不断吞食与合并，内部压力就会持续增大，最终超过黑洞物质的承重极限，形成新的物质。这种物质可能比产生质量的微粒还要基础，从而摆脱引力产生大喷发。

黑洞的体积可以无限小吗？答案是，当然不能，黑洞的半径是与黑洞的质量成正比的。如果体积无限小，也就意味着质量无限小，但因为霍金辐射（根据海森堡不确定性原理，会在瞬间凭空产生一对正反虚粒子，然后瞬间消失，以符合能量守恒。在黑洞视界之外也不例外。斯蒂芬·威廉·霍金推想，如果在黑洞外产生的虚粒子对，其中一个被吸引进去，而另一个逃逸的情况。如果是这样，那个逃逸的粒子获得了能量，也不需要跟其相反的粒子湮灭，可以逃逸到无限远。在外界看就像黑洞发射粒子一样。）的结论，无限小质量的黑洞难以维持，也就不存在了。

黑洞的体积既不是无限大也不是无限小。我们已知了黑洞的体积和质量成正比的。

我们常说的黑洞半径通常是指史瓦西半径（史瓦西半径是说，任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。1916年卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在，他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。 一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。）。不过我们通常没有描述黑洞的体积，因为当考虑过多的引力坍缩时我们难以运用经典数学了，即使使用复杂的微积分，也难以算出来，不过，我们能得出结论：黑洞的体积与质量的三次方成正比。

我们也难以测量，以为因为对史瓦西半径外的观察者而言能看到的就是史瓦西半径外的***，史瓦西半径内“一片黑”，我们无法观察，对外面来说这个半径以内就是“黑洞”了。但对于一个在史瓦西半径内的观察者而言，在他被引力撕碎之前，他是可以看到视界内部的***的。在视界内部的时空性质，都发生了变化，且在视界范围的物体我们并不能保持在某一半径，更别说旋转的黑洞（旋转的黑洞，又叫克尔黑洞。克尔黑洞是指不随时间变化的绕轴转动的轴对称黑洞。克尔黑洞的中心是一个奇环，有内、外两个视界。内视界为黑洞奇异性的界限，而外视界则为不可逃脱的界限。一旦你落入外视界，你不会立即被黑洞摧毁，但此时你将会不可避免地落入内视界。）了。