元素太初(元宇宙将深刻影响技术变革)
要讨论这个话题,必须得了解下黑洞是怎么来的!
1、宇宙大爆炸初期形成的太初黑洞
2、大质量恒星在后期内核坍缩而成
前者是原初黑洞或者太初黑洞,后者则称为恒星型黑洞!尽管形成过程有着明显的区别,但事实上我们根本无法区分黑洞之前天体的特征,因为从坍缩为黑洞这一刻开始,之前天体的性质已经彻底消失了!留下了的只有三根毛:
这就是著名的黑洞无毛定理,有包含早期天体的部分信息,比如质量角动量与电荷等,但事实上几乎所有的天体都具有这些特征,就相当于模板一样,经过坍缩这个过程,其它在模板所能保留以外的信息就丢了!或者说就像硬盘格式化一样,无论以前装的是什么资料,过后都一样只剩下了可用空间这个大家都能看懂的信息!
那么如何来区分太初黑洞和恒星型黑洞呢?先来简单了解下黑洞的形成过程
一、恒星型黑洞
1、星云坍缩、自转逐渐形成恒星
2、恒星燃烧完氢元素进入红巨星阶段(小质量恒星没有这个阶段,超大质量恒星(40倍太阳质量以上)也不会到红巨星),内核温度升高,逐渐将成为氦、碳、氧的元素聚变至铁元素!
3、失去辐射压的恒星内核在外壳坍缩的冲击下引发超新星爆发
4、够大质量的内核将坍缩成黑洞(超新星爆发不是恒星型黑洞必须过程,但这是大质量恒星的必然过程)
二、太初黑洞
宇宙大爆炸时极端的物质密度在大爆炸的超强能量挤压下,形成了传说中的“太初黑洞”
从两者的形成过程也许我们可以来做一个特征区分,太初黑洞没有吸积坍缩的过程,因此从理论上来看它应该是不自转的,而另一个因素是直接坍缩则没有复杂的天体演化过程,很可能是不带电荷的!那满足这些要求的是哪种黑洞呢?
看上去只有史瓦希黑洞才能满足要求,不自转,也不带电荷直接坍缩而成!
还有其他因素来区分太初黑洞吗?当然有,那就是质量!因为太初黑洞形成是极端物质密度受到大爆炸挤压而形成,这个关键是密度,而且坍缩是受到外部压力所致,因此质量是否达到黑洞的关键并不重要,最终的结果是小于奥本海默极限质量也可以坍缩成黑洞!
简单的描述就是假如找到黑洞小于奥本海默极限质量的黑洞,甚至是微型黑洞,那么它就可能是太初黑洞!
M87*黑洞就是一个顺时针旋转的克尔黑洞(自转不带电荷)!到现在为止已经发现不下十万个黑洞,但绝大部分黑洞都属于克尔-纽曼黑洞(自转带电荷)!
但比较好玩的是,到现在我们发现的黑洞质量都是超过奥本海默极限的,而且还远超!当然这也不排除原初黑洞经过138.2亿年的成长,达到了远超原初质量的级别!看来还是要找到微型黑洞才能证明是原初黑洞,当然还有另一个希望,如果发现不自转的黑洞,那么至少有比较大的可能是来自原初黑洞!但即使到现在为止也尚未发现不自转、不带电荷的纯质量型史瓦希黑洞!