黑洞為什麼違反許多物理定理？

01-29

以前看了部紀錄片關於黑洞的黑洞內部為什麼違反許多物理定理求解答

黑洞違背了許多物理定理嗎？並沒有。相反，黑洞告訴我們很多東西。過去幾十年，物理學家一直想統一廣義相對論和量子場論，而黑洞是統一這兩種理論的入口。

為什麼這麼說呢？廣義相對論描述大尺度時空的演化，而量子場論描述小尺度粒子的演化，很多情況下，我們用其中一種理論，忽略另外一種就可以了。而黑洞是一個神奇的東西，因為在黑洞這裡，兩種理論都起著重要的作用，你不能隨便忽略其中一種。黑洞質量夠大，它可以使時空彎曲，改變時空結構，而且黑洞是一個量子體系，它會產生量子輻射。

當然黑洞的存在也導致我們似乎無法探測時空的更小尺度：這個世界到底是離散的還是連續的？ - imawesome 的回答 - 知乎

應該說黑洞是違背常識和一般人直覺的，而不是違背物理定律的。

廣義相對論的基礎假說——廣義相對性，就是違背直覺的：自由落體的物體不受力，而「引力」是一種幾何。

黑洞是廣義相對論的解了，本身就是基於物理定律的。

至於黑洞內部的事情，無窮大是廣義相對論也無法解釋的，畢竟廣義相對論是一門經典的理論，可能需要量子引力理論來理解我們現在看起來是無窮的奇點。

而黑洞內部的類時時空，包括Kerr黑洞r&<0的奇怪性質，也是廣義相對論解出來的東西。

最後，送你一句話：這個世界上最難以理解的事情就是它竟然是可以理解的。

黑洞中經常會出現一些無窮大的情況

科學史的經驗告訴我們，如果出現無窮大，一般是物理定律在這附近不適用，現有的物理定律應該容納到另一個更普適的定律中去

黑洞違背神馬物理了…… 它是人類以現有的物理定律推算的結果，本身就算個定理（該叫定理了，因為定律是推演的基礎，是無從以推演方式證明的）。

你也可以說是腦補和 YY 的結果，取決於你有多相信克爾時空（可描述旋轉的黑洞）（不太敢說是廣義相對論，因為有些人把所有的引力的幾何理論都叫廣義相對論，能導出克爾解的也不止愛因斯坦場方程一種）和牛頓力學（因為克爾時空在半徑夠大的時候要漸進於牛頓引力論中的結果，這算定解條件之一）。後者經過多少檢驗就不消說了，前者起碼也活過了幾場最重要的檢測，特別是最近幾年出結果的 Gravity Probe B（中文頁面就不給了，質量太低了，裡頭都是科學政治八卦——不過反正左欄也可以鏈接到中文頁面去的）。

同意 @胡楊的說法：一個無窮大代表著一種無知——但那只是我們目前對黑洞中心的有奇異性的那一點或者那個環（克爾黑洞中間是個奇環）上的無知。在「外視界」之內的那些區域，都可以叫黑洞了，而那些東西還是可以被現有理論描述的（因為那塊時空區域上的其他無窮大是由於「坐標系選得不夠好」所致；但更改坐標系並不影響物理性質）——如果現有理論是正確的。

不過最近也聽人（包括 Alexander Polyakov）說起過一個觀點，說不可重整意味著平均場理論的適用性（好吧，哪位關於這個有所見解，跪求不吝指導），所以某些無窮大（不一定是黑洞這個）也許不是那麼壞的事情呢。

最後吐槽一下原始的話題分類：黑洞、量子場論、高中物理…… 黑洞在很大程度上是個經典物理學模型，一般來說不是量子場論的結果（但也有人試圖做量子黑洞的），雖然可以在它那兒用彎曲時空量子場論得出一些有意思的結論；至於高中物理…… 哪家高中還教廣義相對論和量子場論的！受我一拜！

（原）評論中說高中課本有科普量子物理的…… 乃們真的覺得量子物理和量子場論是一個東西么…… 真的，哪家高中講費米子場的量子化、規範場（標量就行）和希格斯機制的，哪家高中講事件視界是類光超曲面、克爾黑洞能層中靜止物體的世界線類空、甚至只是視界之內的「時空互換」的？我要去回爐再造！請告訴我，量子場論到底哪家強！

不是黑洞違反物理定律，而是我們總結出的理論不完善，導致並不適用於黑洞。

黑洞說法目前還只是推論，沒有明確的證據證明黑洞是存在。

雖然有很多現象證明類似黑洞現象，但不能因為太陽東升西落就認為太陽繞著地球轉。

黑洞理論中奇點是無限的空間，這是個巨大的bug，因為會導致無限存在於有限空間中，那無限到有限的過度點在那裡？如果沒有過度點，那無限怎能算做存在於有限空間之中？

黑洞理論類似現代神學，解釋不清的就認為是黑洞理論，如同古人解釋不了的現象就歸結於神仙。

無限大，無窮遠，密度無窮大，溫度無限高，這不是神嗎？

牛頓無法解釋一些現象就去用數學公式證明上帝的存在了，但很多人充著牛頓的數學地位相信上帝的證明就大錯特錯了。

現代科學家無法解釋一些現象用數學公式搞了個現代神學，由於普通老百姓無法理解這些數學公式，所以他們總能自圓其說，如同古代和尚搞出n個經書一樣，以數量的廣告效果代替嚴謹性，甚至可能象東晉一樣開始研究玄學幾百年。

見到無限遠，無窮大，這些名詞基本都應該歸於宗教，不是科學，因為這些根本無法證明其存在與否，只是人的一種想像。

在量子通信中會使用量子糾纏，量子糾纏可以超過星系距離之間互相超距感應，互相感應的速度目前無法測量遠超光速，這一鬼異現象用現代科學的框子就裝不下了，但又無法否定這個現象的存在，現有的時空理論有了漏洞，如同古人坐地觀天不能自圓其說解釋很多現象。

人類被基本粒子囚住在宇宙之中，如同井底之蛙，看到太陽，總認為太陽比井口小得多，太陽是繞著井口轉的，也是情有可原，但我們需要反思這種現象。

一個東西，存在即是定律，我不懂物理，反正我感覺是現在的物理定律可能還沒完善到可以定義或者包含於黑洞

黑洞相當於四維意義上的時空漏洞由天體無限大的質量和密度造成發生在視界以內的任何事件可以肯定不屬於這個時空。不同於平行時空的概念黑洞里的時空與現實並非平行而是垂直而在奇藝點處時空曲率為正無窮時間失去意義維度為零因此黑洞中現有的物理理論都將崩潰

應該是物理定律違反了黑洞，同學.....

是與很多經典物理定律有不同之處，不是什麼違反物理原理。

霍金先生自己已近在今年年初的時候承認了他自己的黑洞理論是錯的……

所有的物理定律(定理)，都是預先假設成立，然後適用於某個範圍。

定律(定理)都存在相反的一面，並非恆定不變。明白這個之後，你就可以釋然了。

時間也分快慢大小碎片空隙。無論你信不信，反正我信了。黑洞不黑。

黑洞違反物理定律？

黑洞本身就是廣義相對論的理論推演產物。

黑洞確實違反了物理定律（所以物理定律並不一定是完善的），這就是為什麼有一個叫做宇宙審查制度（cosmic censorship）的假說存在。該假說認為所有的自然奇點都會包裹在一個視界之內。這個假說的存在就是為了規避黑洞違背物理定律的那一部分，即奇點。讓所有的奇點包裹在一個區域之內，這個區域內的東西都不能逃離這個區域。這就意味著區域內所發生的一切事情都不會影響區域外的觀測者所得到的結果。如此使得物理定律（相對論）在這個區域外都是成立的。如果沒有這個假設，即如果奇點暴露視界外有什麼結果呢？理論上，你可以構造一個在奇點附近的軌道，使得其在四維時空上是閉合的（甚至不需要進入到奇點）。這就意味著理論上你可以通過這個軌道進行「時空旅行」，而這一點嚴重違背了因果論。

奇特的是，對於一些黑洞，例如說克爾黑洞，這個假說就像是強加上的假說。在克爾黑洞的情況下，該假說要求黑洞的轉速小於某個值（如果大於這個值了克爾黑洞的視界就會消失，留下一個裸露的奇點）。而觀測上，確實也沒有觀測到轉速大於這個值的黑洞（很多是非常接近）。

最近聽說Kerr本人是不支持這種假說的，頓時感覺科學家又浪漫了起來。

所以到底是否真的存在某種機制使得正好違背物理學那部分被包裹在視界之內了，還是我們仍然面領著打破物理定律穿越時空的可能性？

我相信前者，期待後者

黑洞處於廣義相對論和量子力學兩大物理支柱理論的預言範圍之外，而這兩大支柱理論是水火不容的。量子力學以及隨之演化而來的物理標準模型能對除引力外的三種自然力進行相當精確的描述。而廣義相對論則能對天文尺度的引力效應做出很好的詮釋。解釋黑洞需要微觀尺度的引力描述，這超出了水火不容的兩大理論體系的範疇，也是我們理論物理學目前所欠缺的。因此目前對黑洞我們無法做出太多客觀的解釋，希望這些年蓬勃發展的超弦理論能提供給我們更多的思路。

敲黑板！！諸位知友，這是一道嘲諷題啊！！

物理是用來解釋客觀世界的

黑洞的特性讓科學家認識到同時推算出許多非常有價值的理論。沒有違背理論的現象，只有一直進步的理論。現在許多尖端的理論雖然很抽象，而且對大家生活也沒什麼影響，但這些東西很重要，他們告訴人們這個世界不是我們看上去的那麼理所應當。每當違背常識的現象出現，人們就要修正用了上千年的思維方法。不感覺很刺激嗎？你一直以來的常識是錯的或者是極不完備的，尖端科學某天摳出了一點點讓人無法理解的閃光，很可能就足以撼動整個理論大廈。

定理都是有適用條件的

因為現在我們已知的物理定律可能還具有不確定性，特別是放到整個宇宙的範圍！隨著科學的發展我們可能會發展我們的物理規律只適用與地球之上，又或者我們對黑洞的認知錯誤…

正因為你可以接觸的物理理論還不夠完善（其實對於物理這種東西本就沒有什麼完善可言）