为什么婴儿宇宙没有坍缩成黑洞？

为什么婴儿宇宙没有坍缩成黑洞？本章共3263字, 更新于: 2024-12-15 21:37:16

一位艺术家对宇宙早期恒星形成的印象，大爆炸后几亿年。坍缩(图片来源:NASA)
（神秘的成黑地球uux.cn）据美国太空网（保罗·萨特）：你可能想知道:为什么宇宙没有在大爆炸的最初时刻坍缩成黑洞？简单来说，因为那不是婴儿宇宙你制造黑洞的方式。
如果你想自己制造一个黑洞，坍缩那就相对简单了:你只要拿起任何一个物体，成黑尽可能用力挤压它。婴儿宇宙如果你可以抵抗所有其他的坍缩力，将任何数量的成黑物质挤压到某个临界阈值以下，那么重力将接管并为你做剩下的婴儿宇宙工作，将物质挤压成无限小的坍缩点，并创造出黑洞。成黑
这个阈值被称为史瓦西半径，婴儿宇宙取决于你想要挤压的坍缩物质数量。如果你把一个人体压缩到大约一个原子核的成黑大小，你最终会得到一个相当于人类质量的黑洞，宽度相当于一个原子核。如果你在我们的星球上重复这一过程，你将会得到一个地球大小但豆子大小的黑洞。
大自然一直在通过大质量恒星的死亡制造黑洞。当它们耗尽燃料时，它们自身的引力会将尽可能多的物质拉入尽可能小的体积，最终压倒任何其他自然力量，并创造出几英里宽、质量相当于几个太阳的黑洞。
这就是制造黑洞的简单的一步到位的技巧:你获取大量的物质，并将其挤压到难以置信的高密度。
早期宇宙
但是大质量恒星的中心并不是宇宙中唯一达到难以置信的高密度的地方。大约137.7亿年前，我们整个可见的宇宙被塞进一个不比桃子大的体积里，温度超过千万亿度。这是一个相当高的密度。
那么为什么整个宇宙没有坍缩成黑洞呢？原因有二。
第一，黑洞的产生不仅依赖于难以置信的高密度，还依赖于密度差异。要制造一个黑洞，你需要在一个非常小的体积里塞入大量的物质，周围没有其他东西。引力只对差异起作用。如果密度从一个地方到另一个地方都是一样的，那么就没有重力差异，因此也就没有机会引发黑洞的形成。
是的，早期宇宙密度惊人。但是到处都很密集，几乎没有什么不同。如果没有这些差异，黑洞就不可能形成，因为没有引力差异会导致物质突然坍缩。
动态的宇宙
但是，即使没有密度差异，整个宇宙重新陷入诞生大爆炸的奇点又如何呢？先说清楚，那不会让宇宙变成黑洞。黑洞是空间内超高密度的物质集合。当我们谈论宇宙的膨胀或收缩时，我们谈论的是空间本身的演化。
但即使它不是黑洞，是什么阻止了坍缩成奇点呢？阻止它的是早期宇宙不是静态的——它是动态的。它在进化。它在改变。最重要的是，它在扩张。
黑洞形成的规则根本不适用于膨胀的宇宙。它不再像一颗恒星坐在真空中，向自身内部爆炸。要坍缩成一个奇点，光有一吨的质量是不够的。你需要一个压倒性的质量来抵消宇宙的自然膨胀，迫使它崩溃。
宇宙中根本没有足够的质量来做到这一点——在当时甚至现在。几十年来，宇宙学家一直想知道宇宙中是否有足够的物质来导致今天的膨胀减慢、停止和逆转，最终导致“大紧缩”和回到奇点。
但是多项测量已经证实，没有足够的材料来完成这项工作。据我们所知，我们的宇宙将会在未来继续膨胀。这对我们来说是一件好事——正如我们所知，生命在黑洞里往往不会过得很好。

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