黑洞|地球中心的重力为0,为什么黑洞不是呢?


黑洞|地球中心的重力为0,为什么黑洞不是呢?
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有少数人认为 , 当超大质量的物体形成时 , 质量会迁移到一个球壳上 , 大约在事件视界的位置 。 例如[1303.5604]具有反重力的超大质量星系中心 。

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这里所有讨论空心物体内部重力的答案 , 我觉得它们都有点误导人 。 在一个质量均匀的球壳内 , 重力加速度处处为零 , 不仅仅是在中心 。 这叫做牛顿壳层定理 。
然而 , 外壳的任何不均匀性都会对内部物体的外壳产生外部吸引力 。

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这个结果是我使用离散质量元素 , 试图借助计算机程序模拟空间中物体的分布时偶然发现的 。 即使有成千上万个物体 , 效果依旧明显 , 而且它与粒度成比例 。
当黑洞开始形成时 , 事件视界的时间膨胀到极端 , 所以它上面的物体实际上就像是被冻结在那里 。 如果这些物体到达视界 , 由于熵 , 它们会被均匀地同质化 , 但实际上它们在我们感兴趣的任何时间段都没有到达视界 。 因此 , 黑洞可能会有一些不均匀性 , 特别是对于一个由坠落的恒星形成的非常大的黑洞 。

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当黑洞的形成暂停了 , 它可能有一个粗糙不平的外壳 。 这可能会吸引中心物质向外 , 将物体吸空 , 使其成为一个真正的“洞” 。
这就意味着如果“洞”周围的质量不是均匀的 , 就不会产生奇点 。
你可能以为自己对黑洞有一些了解 , 但实际上是你从来都不了解 。

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地球的中心真的没有重力吗?实验表明并非如此 。 如果我们取一个质量相等且中空的完美球体 , 那么物体中心受到的力是多少呢?如果中心没有重力(没有净重力) , 那么问题来了:为什么?是因为有一个力把空心部分推到中心吗?还是因为有一个力把空心部分拉向中心呢?如果实心部分对空心部分施有压力 , 那么在球体表面我们应该会被推离 , 但事实并非如此 。

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因此 , 空心部分并没有被推向中心 , 而是被拉向中心的 。 为什么会这样呢?我们假设球体的直径为1000英里 , 空心部分的直径为100英里(半径为50英里) 。 此时 , 在距离中心40英里处有一个物体 , 那么其受力是怎样的呢?该物体在某一方向上距离实体部分(内表面)10英里 , 在其反方向则距离内表面90英里 。 来自90英里外的引力会大于来自10英里外的引力吗?为了把物体从10英里外的表面拉到90英里外的表面 , 需要90英里外的表面有更大的引力 , 因为物体是被拉的 , 而不是被推的 。 假设在整个球体中密度是相等的 , 那么会有什么导致90英里外的表面比10英里外的表面表现出更大的拉力呢?答案是 , 90英里以外的表面的引力较弱 , 因此物体会被拉向10英里以外的表面 。

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有一个实验证明了这种观察是有依据的 。 就像物体被引力牵引一样 , 钢铁也被磁铁牵引 。 钢铁不会因磁极偏离磁体而偏置 , 它可以被任何一个磁极吸引 。 这样 , 我们就可以把万有引力的原理应用到钢铁的磁引力原理中 , 来了解万有引力会如何表现 。 如果我们拿出一个环形磁铁 , 相当于把假设的球体切割成一个扁平的环 , 那么朝向内表面的力保持不变 , 除非净拉力主要是沿着x和y轴 , 而不是沿着x、y和z轴 。
如果我们把一个钢的BB弹放在环形磁铁的中心 , BB弹是会被拉到中心还是被拉向内表面呢?答案是 , 力总是朝向内表面 , 并非中心 。 这就成为了我们了解天球中心物体运动的线索 。

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这是唯一的实验吗?当然不 。 我们可以在无重力的大气中使用高粘度的流体 , 充入一个气泡后 , 观察其内部的微重力作用 。 如果流体的中心是密度最高的 , 那么它将迫使气泡排出 , 这是因为空气的密度比较小 。 为此 , 我们所要做的就是去油管(YouTube)观看在太空制作三明治的视频:
【黑洞|地球中心的重力为0,为什么黑洞不是呢?】注意到蜂蜜罐里的气泡了吗?它总是移动到罐子的中心 。 这就说明蜂蜜的微重力始终将它推向中心位置 。

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地表下重力的变化方式与人们想象的不同 , 但是却更合乎逻辑 。 让我们重回最初的球体 , 如果中心的物体被内表面吸引 , 那么何时它才会停止呢?
要回答这个问题 , 我们得回到这一观点 , 即球体是由无数个壳层组成的 。 我们从两个角度来看:一是朝向中心的壳层净质量 , 二是朝向外部的壳层净质量 。 物体不再被从中心向外拉的那一点 , 就是壳层内部质量与外部质量相等的地方 。 在给定的模型中 , 密度处处相等 , 所以球体的总面积为:
A = (4 * PI * 250,000) - (4 * PI * 2,500) = 3,110,177 立方英里
壳层的外部质量与内部质量相等 , 两个部分的面积均为1555088立方英里 。
(4 * PI * r^2) - (4 * PI * 2,500) = 1,555,088
12.566 * r^2 = 1,555,088 - 31,416
r^2 = 1,523,672 / 12.566
r = √121254 = 348英里
球体的半径是500英里(直径1000英里) , 这意味着来自表面的引力只会延伸到表面以下152英里(半径348英里处)的壳层 。 再深入一点便会产生一个朝向球体外部的合力 。
现在让我们把这个理论应用到太空中的一罐蜂蜜上 。 为什么气泡会向中心移动呢?这是因为塑料罐的微重力和蜂蜜的微重力使得罐子中心的密度最小 。
如果我们把球体半径358英里至338英里之间挖空 , 那么会发生些什么?它基本上是一个球体中的另一个球体 , 如果一个物体被放置在半径为348英里的壳层处会发生什么呢?因为物体朝向外部的质量就等于其朝向中心的质量 , 所以它就会悬浮 。 然而 , 一旦有任何偏移 , 无论朝向哪边 , 物体都会被拉向离它最近的表面 。 换句话说 , 想要一个物体因重力而悬浮 , 其标准是十分严格的 。 重力会把物体拉向它 , 而不是把它们推开 。
这就引出了另一个观察:黑洞不可能像假设的那样存在 , 因为黑洞内部的引力并没有像理论中描述的那样表现 。 这就给了最初的那个问题致命一击 。
作者: quora
FY: 忙碌的北門
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