是不是會存在這種黑洞?

是不是會存在這種黑洞?整個星系的質量較大,導致光也沒有辦法逃離這個星系,所以我們從外部看,這就是一個標準的黑洞(還是一個巨黑洞),但其視界內部,其實是一個完整的星系,從而不存在奇點,裡面也可以有正常的生命演化。。。如果真的存在,那麼我們其實無法從黑洞外部判斷,看到的黑洞到底是坍塌成了一個奇點,還是其實有一個完整的內部宏觀結構?


樓上的答案很有意思,但是略有些隔靴搔癢…

0. 如果題主說的是經典(非量子)史瓦西黑洞:

史瓦西黑洞的視界之內,「半徑」這個坐標,是類時的。不太嚴格地說,距離變成了時間。這是一切災難的根源。

上幅圖,史瓦西黑洞的彭羅斯圖(來自 JILA colorado.edu 的頁面):

若我掉進黑洞的事件視界,奇點就不再是遠方的一個點,而是必定出現在我的未來的一個事件,是橫在我自己的時間軸上的「一堵牆」,堵死了我的時間。時間總要流逝,我總會撞上奇點。

也就是說,要是把我送到視界以內,你管叫「我離黑洞奇點的距離」的東西,我管它叫「我還剩下的時間」。你覺得我在往黑洞中心掉,我自己卻只道是自己的時間正在流逝,而且剩下的時間還是有限且很短的;撞上奇點的那一下,我的時間走到了盡頭。關於此現象,請認真參考任何一本認真的廣義相對論教科書。

所有東西都往中間「掉!掉!掉!」,視界里所有東西的時間都很快終結在奇點上,並且變成奇點的一部分。你說,「你離奇點還有一百萬公里…… 六十萬公里…… 三十萬公里……」,我說「我離我的時間的終點還剩下三秒鐘…… 兩秒鐘…… 一秒鐘……」然後我萬劫不復地掛了,哪怕我具有能夠挺過巨大潮汐力的超強構造。

我認為您的「星系」的定義是「由大量星體(可能也包含暗物質)組成的結構,其中每個星體在每個時刻都有各自的位置」。這種定義下,「星系」怎麼能在事件視界之內存在?

/* 樓下有兄弟說「沒看懂視界內半徑類時和問題有什麼關係」…… 好吧,我說得更清楚點兒。半徑類時,意味著,只要處在史瓦西半徑之內,任何東西出於其自身的時間演化都會快速靠近奇點,且會在有限的 proper time 之內撞上奇點;哪怕奇點尚未形成,也會在該形成奇點的物質的有限長的 proper time 之內形成:往中心掉其實是不可逆的時間演化,史瓦西半徑之內不可能有穩定結構。*/

多說兩句廢話。用「逃逸速度」來解釋事件視界,不是不夠意思,而是非常不夠意思。黑洞之所以是黑洞,和逃逸速度沒有關係。在牛頓力學裡,哪怕逃逸速度比光速稍高(儘管這個情形實際上不可能存在),你的拋射物也是可以達到有限遠的地方的;但是一旦進了廣義相對論所定義的事件視界之內,你就休想再往外走。

稍稍靠譜一些的解說,是這樣的:事件視界是一張類光超曲面,這個曲面具有非常獨特的性質:它的任何一點的法向量都既和自己平行又和自己垂直(這是偽黎曼幾何乾的好事兒):法向量躺在曲面之內!

通俗地說,您站在一個曲面上卻想離開它,要是有無盡的能量,最快的辦法,是沿著這個曲面的法向量走(因為和您所呆的地方垂直),其他辦法都更慢;可是,如果這個法向量的方向其實是在讓您永遠繼續呆在曲面上,那便是萬無辦法離開了。

所以,以後要是有大忽悠來把因為光速有限而導致的「粒子視界」和因為時空曲率所致的「事件視界」混淆來論證什麼「宇宙在一個巨大的黑洞中」(並不是說這個說法不對,只是這個論證完全是瞎掰),您就用「事件視界是類光超曲面」糊他一臉,妥妥的… 啊不,在國內的時候,某次拿這個反駁某個作報告的人,得到的回復是「這是你們搞數學的人關心的嚴格性問題,我們搞天文的不關心」… 我數學很爛的有木有!

[退一步說,就算您認為那是逃逸速度過大導致,也會出問題。在現代物理的圖景中,任何「力」都是依靠交換相互作用粒子實現的,而這個粒子的速度不可能超過光速;要是向外運動必須超過光速,那這個粒子是沒辦法向外走的,任何「力」都不能形成。也就是說,要是您把一根繩子垂過黑洞的事件視界,繩子的上端綁在非常牢靠的固定點上,則不管這個繩子多麼強韌,它必然會斷開。當然,嚴格地說,方括弧里的本段話全是錯的,至少也是有巨大缺陷的,不過對於澄清某些誤解可能有些助益,且不影響其他段落。]

1. 如果題主說的是經典克爾黑洞:

克爾黑洞的內視界之內確實可以有東西,但那是另一個宇宙。裡邊可以啥都有……也許這就是題主所想像的情況。要是那個宇宙之中還有一個克爾白洞,我們還能經由那個白洞跑到另另一個宇宙中去;只是這最後的宇宙,也不一定是我們原來出發的那個宇宙…

參見克爾時空的彭羅斯圖(還是來自 JILA:Penrose diagrams,可見,圖中的奇異性是類時的,這與上面的史瓦西黑洞完全不同),圖中管那個「中介宇宙」叫「蟲洞區」。

這個彭羅斯圖,乃是「黑洞可以作為時空隧道」這一說法的根源;可惜那個類時的奇異性(豎著的波浪線)不穩定,受到擾動之後會「塌下來」,封死時空隧道(求方家饒命,我已經忘了怎麼推倒這個了)…2. 至於「整個宇宙就是一個黑洞」這個說法,建議不懂得 AdS/CFT 對偶和全息原理的人不要用(你看我就從來不敢用巴扎嘿)…


一句話,不可能。具體說的話,請閱讀史瓦西半徑相關內容,拿銀河系的半徑算下這麼大的黑洞質量多大,然後對比下宇宙的估算質量。然後你就知道了。


嘗試回答一下,不保證權威性。

我認為答案是不存在

假設存在一個這樣的所謂黑洞星系,那麼它總有一個(些)星體是處於星系的外圍的。由於它離星系的質心比Schwarzschild半徑小,那麼它受到的引力比視界處還大,這時,它只有一種可能,就是往中心掉。也就是說,即使憑空出現了這樣的星系,它也會自己演變成黑洞。


你這個問題,霍金正在研究……


這不就是黑域么


你所說的那種星系,還沒有形成黑洞,怎麼能叫黑洞。黑洞形成(視界形成)是以奇點形成為標誌的。如果中心奇點質量十分巨大,視界內接近邊緣的物質下落速度就有可能非常慢。那麼此處有生命的星系是有可能存在的。至於高票答案提及的視界內相對於視界外距離是否類時,我看不出這和本問題有什麼關係。所以可能存在這樣一個宇宙:整個宇宙處在一個巨大的黑洞中。(至於ads/cft對偶用在黑洞性質的描述上……我腫么總覺得這種思維方式缺了點什麼捏…)
總之,你說的那種星系,不是黑洞。黑洞必須是有奇點的。


根據質量可以算出黑洞的視界半徑。
根據宇宙的質量算出的黑洞視界的半徑,大於宇宙的半徑。


大家都用已有的理論來證明這個黑洞不可能存在。但是世界是很奇妙的,就像我們以前無法想像質量會隨速度變化一樣,黑洞里的世界誰也不能亂下結論,用現有的理論體系怎麼可能解釋一切問題,黑洞裡面啥樣子誰也說不準。


我不知道這個問題的答案, 也不知道應該怎麼樣找到這個問題的答案...
我就是想由衷的說一句: 這個問題的描述實在太NB了!

P.S: 如果考慮遞歸的可能性的話, 整個宇宙就是一個黑洞裡面套著一個黑洞裡面套著一個黑洞裡面套著一個黑洞...
不行了 我說不下去了...


我們所可視的宇宙都可能只是一個黑洞的內部
請看這個問題:
我們所認知的宇宙有沒有可能本身就是一個黑洞?


推薦閱讀:

我手中橡皮的原子和銀河系外一顆恆星的原子之間有引力作用嗎?
《來自星星的你》結局中的蟲洞是什麼?
不考慮墜物,被倒塌房屋砸死等情況,在地球忽然停止自轉的時候跳起能否倖存?
假設將太陽擠壓使其半徑小於史瓦西半徑,那麼根據霍金輻射,這個黑洞將在幾毫秒內消失?
為什麼星系中心幾乎都有一個黑洞?

TAG:物理學 | 天文學 | 黑洞 | 天體物理學 | 宇宙 |