題:
為什麼大爆炸不僅產生了一個大黑洞？
yadda
2014-11-04 00:23:23 UTC
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我經常想知道的問題：

1）如果所有物質和能量都集中在大爆炸的單個點上，那為什麼不是一個黑洞，或者為什麼沒有呢？

2）如果上面的＃1未能形成黑洞的原因是諸如通貨膨脹之類的幾種解釋之一，那麼為什麼所有的質量和能量都沒有形​​成大爆炸發生後的某個有限時間 例如，我（可能是錯誤地）聽說通貨膨脹使宇宙變成了橙色。那麼為什麼它不形成黑洞呢？或者，一旦宇宙膨脹到月球的大小。那為什麼不呢？只需插入所需的任意合理大小即可代替“橙色”或“月亮”。問題是，為什麼大爆炸之後沒有從所有物質和能量中形成黑洞？

謝謝。

Yadda-您對以下兩個出色答案的評論表明，您需要了解一些基本知識。沒有他們，您將無法理解為什麼這個問題沒有真正意義。我建議研究時空GR模型的行為，在時間= 0時接近該奇點，以了解您的假設為何存在缺陷。
另請參閱http://astronomy.stackexchange.com/questions/6305
五 答案:
zibadawa timmy
2014-11-04 01:28:36 UTC
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您的問題實質上是由於嘗試應用Schwarzchild黑洞邏輯而引起的，該假設在大爆炸中被最大程度地違反了。黑洞形成邏輯。特別地，能量均勻地分佈在各處。因此，淨引力幾乎為零，沒有任何一點可以使一切崩潰。此外，由於到處都有東西，因此在崩潰區域之外沒有廣闊的真空空間（在平坦的時空內也是如此）。此外，事物正在快速移動，處於高度激發狀態且未達到熱平衡（直到通貨膨脹受到衝擊，然後事物才被稀釋並且因果斷開以致整體崩潰）。

As對於我們可以描述為時間$ t = 0 $的宇宙，我們一無所知。廣義相對論在那兒有一個類似空間的奇點，因此它無法說出更多。可以預期，廣義相對論並不是通貨膨脹時代對時空的正確描述，這在很大程度上是因為量子力學在那些條件下引入了顯著的影響，並且眾所周知這兩種理論是不相容的。

編輯：

這個問題已經在物理學SE上問了很多遍。

https://physics.stackexchange.com/q/20394/55483

https://physics.stackexchange.com/q/3294/55483

https://physics.stackexchange.com / q / 26435/55483

也許答案會很有啟發性。

黑洞和大爆炸奇點都是類似空間的。儘管如果您堅持在此處應用牛頓概念，那麼牛頓的殼定理意味著一切都可能在每個點附近崩潰，從道德上講，它與反向爆炸的大爆炸相似。當然，“牛頓化”的大爆炸沒有問題，因為它們從來不會形成黑洞，所以我不確定這是否解決了這個問題，但是也許可以進一步發展。
您說的是一切都沒有收縮到一點。再說一次，我面對著所有被告知的事情，但是即使假設宇宙曾經是一個葡萄柚的大小（他們說是那樣），那也足以產生一個黑洞。如果您將太陽擠到會產生一個葡萄柚的大小，那為什麼不整個宇宙呢？
@yadda這些都是簡化，不可避免地會引起誤解。在$ t = 0 $處，比例因子變為零，但是在所有其他時間，宇宙仍然處於無限廣闊的狀態（除非我們假設它是有限的，但這對我來說並不常見）。密度無處不在，而不是單點。整個“真正緻密的東西會變成一個黑洞”這一論點需要一個假設，而這些假設在大爆炸中是無法滿足的。
@yadda如果考慮孤立地考慮太陽，或者通常考慮任何孤立的球對稱物體上的重力場，則用Schwarzschild時空來描述。如果您以某種方式縮小了它，那麼顯然您會得到一個Schwarzschild黑洞。因此，您所學到的是正確的，但高度特定於特定的上下文，而您的錯誤在於從該上下文的錯誤屬性中概括。
@zibadawatimmy,如果“ blah”要求大爆炸不滿足的假設，那麼大爆炸何時結束，“ non big bang”開始？如果您回答，我可以改一下我的問題。
@yadda宇宙學家甚至都沒有以相同的方式定義大爆炸。對於某些人來說，這是通貨膨脹的終結，對於另一些人來說，這是通貨膨脹的全部，而對於另一些人來說，這是通貨膨脹的始於（按比例係數零）。無論哪種情況，通貨膨脹的終點都是明確的邊界。您似乎想要後者，在這種情況下，大爆炸是即時的，並在開始時結束。它無處不在，然後膨脹到我們可見的宇宙中達到熱平衡，然後發生通貨膨脹。
經過進一步的思考，在這裡開始著重於均勻性的含義可能是解決此問題的最佳方法。
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@yadda我已經添加了一些與物理SE的鏈接，在該SE中已經多次詢問和回答了這個問題。簡而言之，有兩種可能性：要么它可以按您想要的方式工作，因為事情已經足夠好了，要么因為它們做不到而沒有。在早期宇宙學中，我們處於後一種情況，並且沒有“特定時間”會改變這種二分法。提前足夠的時間，就會以我們習慣的小規模方式以您期望的方式形成黑洞。早於此，條件不正確。就像在太陽中心期待冰塊一樣。
yadda-您所要求的信息並不重要。我認為您首先需要了解一些基礎物理學，因此遵循zibadawa的鏈接對您將很有用。
公平地說，這三個引號以明顯的自指方式回答了這個問題。不能通過放置事物來證明事物。宇宙的平坦度與事件視界的存在無關。如果在平坦區域製造失敗，可以進行精心安排的BH碰撞以提供逃生路線。但是沒有，向外運動也一樣，沒有區別。形成黑洞的唯一要求是將質量包圍在足夠小的半徑內。如果是這樣，無論您是移動，站立還是被憤怒的飛蜂包圍，BH都會出現。
@OlegMihailik是錯誤的。不僅僅是“在一個半徑內有足夠的質量”，還有更多的要求。這正是形成Schwarzchild黑洞的理由。在當今的宇宙中，這幾乎是正確的，但是在大爆炸之後不久就不適用了。 GR不僅具有質量和半徑，還具有更多的功能。另請參閱Stan的答案。
我想知道您是否高估了BH形成的毛羽@zibadawatimmy —質量創造引力，引力創造事件視界。在此過程中，您何時可以發現它們“更多原因”？如果您有一個質量為X的球半徑R，它將具有明確定義的重力拉力。它是否崩潰取決於物理力，動量等。斯坦的關鍵點是，超出我的光速範圍的宇宙定義了我所在地的事件，這與現代物理學是矛盾的。
Stan Liou
2014-11-04 05:50:16 UTC
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黑洞是由事件視界分隔的時空區域，這意味著無論等待多長時間，內部信號都不會向外傳播。在本地，事件範圍沒有什麼特別的。如果您陷入黑洞，則不會有任何標記表明您已經越過，也沒有本地實驗（空間和持續時間短）會告訴您您已經註定要失敗。這裡最重要的概念性觀察是，“黑洞”的含義不是由本地條件定義的，而是由更大範圍的時空結構定義的。

這意味著對黑洞的思考實質上是確定的從某種程度上講是錯誤的。如果您查看一個Schwarzschild黑洞的簡單案例的密度，就可以證明這一點：黑洞的更大大，黑洞 大（儘管對於體積， 一些警告適用）。黑洞沒有神奇的“密度點”。事物是否形成黑洞取決於時空的整體條件。

編輯：@zibadawa timmy關於均勻性的觀點非常重要。由於空間中的所有點都是等價的，因此沒有特殊的點可以圍繞它形成絕對事件視域以獨立於觀察者的方式將其包圍，因此也就沒有黑洞。這是最重要的區別，其中大爆炸解決方案中的大型結構時空與恆星坍塌場景有很大不同。

1）如果所有物質和能量都集中在一個點上在大爆炸中，為什麼不是一個黑洞，或者為什麼它沒有形成一個黑洞？

物質和能量不必集中在一個點上。涉及封閉宇宙的宇宙只有宇宙大爆炸宇宙論甚至是可行的類比，這絕對不是全部。但這是一個單獨的誤解。

但是據我們所知，在有限的過去，每個點的局部密度 did 都發散到無窮大。因此，問為什麼那不會導致黑洞的形成仍然有意義。但這的答案很簡單：不是因為沒有理由這樣做，因為局部密度的大小不相關。

問題是為什麼沒有這樣做？大爆炸後，所有物質和能量中都形成了黑洞嗎？

在這裡我用“一般”來表示，因為某種意義上說，封閉宇宙的宇宙學已經像黑洞的內部 整個宇宙甚至可以像 Big Crunch一樣崩潰，模仿更普通的恆星坍塌成黑洞。然而，從經驗上排除了大緊縮的發現，即宇宙膨脹正在加速。時空，但局部密度不會變大或變小。

您說過，沒有什麼能劃定黑洞的事件視界-是否有可能可觀測的宇宙實際上是黑洞，而“大爆炸”是它的創造？
@TracyCramer沒有*本地*，因為在空間上沒有小規模的實驗，在短時間內也沒有發現任何特殊之處的實驗。可以將某些封閉的Big Bang宇宙學視為黑洞的內部，因為人們可以將它們“膠合”在一起，形成黑洞的外部，但通常不會如此。無論如何，沒有任何證據可以證明。
您所說的大部分（如果不是全部）都與我讀過或被告訴過的一切相去甚遠。是否由特定密度決定？可以肯定的是-將足夠多的質量包裝到足夠小的區域應該可以產生一個。因此，宇宙中所有的質量都包裝成葡萄柚或月亮大小的東西。我沒有足夠的空間來反駁您提出的每一個觀點，但足以說它在我所學到的一切知識面前都是飛速的。
@yadda我懷疑大部分問題不在於您所閱讀的內容，而在於您對所閱讀內容的個人解釋。我已經提供了我的理由，但是您也可以在黑洞上查看維基百科的句子，例如：“一個$ 10 ^ 8 $太陽質量黑洞的平均密度與水相當”，這是正確的，對於檢查是否有人，甚至是偏執狂。這說明了這樣一個事實，即需要更大規模地考慮時空的結構，以查看是否形成黑洞，而*不*只是看原始密度數。
我認為您假設黑洞始於事件範圍，並據此計算密度。我不這樣做，也不關心事件範圍。我是說，如果您將足夠的質量包裝到足夠小的空間中，那麼您應該會遇到黑洞。所以我想知道為什麼裝在“葡萄/月球/任何東西”中的“宇宙中的所有物質/能量”都不會產生。我不在乎事件範圍在哪裡結束。
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那麼，如果在大爆炸條件下違反了“無論如何”，大爆炸什麼時候停止，而“正常”條件在大爆炸開始後幾秒鐘或宇宙大小就開始？例如，如果您說“大爆炸在10秒鐘後停止”，我會問為什麼在那個時刻的質量/體積不會產生黑洞。除非到那時宇宙非常大，否則看來我們將有一個黑洞。可能希望以實際的“答案”來回答這個問題，因為這些註釋不是來回的好格式。
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@stan liou，我說的是在給定X條件的情況下為什麼沒有黑洞形式。顯然，事件範圍與它為何形成或未形成無關，它僅與事物形成之後有關。
@yadda事件範圍與“一切”有關，因為它的存在與否直接決定是否形成黑洞，從而直接回答您的問題。 “黑洞形式”是指“事件視界形式”，因為事件視界的存在是黑洞的定義屬性。您堅持認為這無關緊要，有點像是要說明為什麼某人是單身漢，而又不允許以任何方式提及其婚姻狀況。這是完全可笑的條件，因為它是我們正在討論的術語的基本含義的一部分。
@Stan Liou，1）事件視界不能確定是否形成黑洞，黑洞不能確定事件視域是否形成。 2）您不明白我的問題，也沒有幫助，所以我將等待其他人發帖-謝謝。
@yadda 1）雙方都無法實際確定對方；他們字面意思是同一件事，比照。第一句的第一頁[wikipedia]（https://zh.wikipedia.org/wiki/Black_hole），或隨後的解釋或隨後的闡述，例如“定義黑洞的特徵是事件視界的出現” 2）好。
如果您跌入BH，則可以清楚地註意到跨越事件視界的時間：此時，已經跨越視界的身體部位的信號將不再到達您的大腦。
@OlegMihailik不是那麼簡單。如果您將鼠標懸停在地平線上方（使用火箭動力或其他工具），那麼您的說法將是正確的，因此，如果您伸出身體的任何部分，它將被切斷。但是在這種情況下，您會受到推力的加速而使您徘徊，因此您可以等效地說它被推力撕裂（因為保持靜止所需的力會隨著接近而發散到無窮大）。 ...但是，如果您處在局部慣性系中，即自由下落且與BH相比較小，則無法檢測到地平線。
錯誤。事件範圍很簡單：您無法將其完全停止。穿越EH的自由落體男子腳將無法向仍在外面的頭部發送信號。除非您聲稱發明了一種簡單的簡單的逃生路線，即螞蟻在下落的物體表面爬行：-)
@OlegMihailik它很簡單，但是您只是誤解了。腳將能夠與自由落體的人的身體其餘部分通信，因為身體的其餘部分很快就會越過地平線-否則，該人就不會自由落體。 ...我建議您在施瓦茲希爾德時空的彭羅斯圖上觀察兩個落點粒子的軌跡；很明顯，第一個跌落的人仍然可以向其後面的人發送信號，這恰好是因為緊隨其後的人掉入而不是留在黑洞之外。
頭部以一定距離跟隨腳，這可能要很短，但要花費時間才能覆蓋信號。假設一個身體長2秒鐘，腳發出1秒鐘的信號到BH中。燈光將至少需要1秒才能到達事件範圍。頭部將花**更多**時間1秒到達地平線。這意味著信號將被中斷或延遲-這是可檢測的，因此EH非常明顯。
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AMA1123
2018-02-17 12:46:43 UTC
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科學家所說的是，質量並不是第一次是純能量存在的，膨脹發生在非常高的速度（光速的50倍以上），因此即使出現了顆粒和質量（小於十億分之一的能量轉換為質量，物質和反物質：E = mc ^ 2）的膨脹速度非常高，以致氫和氦的形成速率為（75％H，25％He和極少）科學家說，沒有足夠重的元素，密度迅速而均勻地降低了（由於膨脹速度導致的分鐘數），另一方面，黑洞需要很高的質量密度才能形成。

因此，發生的情況是初始條件與大恒星/超新星完全不同，並導致不同的結果。

我認為科學家不會這麼說。他們說[this]（https://physics.stackexchange.com/q/136860/32426）。
至少，那是我從GUT了解到的
Jack Spite
2015-02-19 15:49:01 UTC
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由恆星的坍塌造成的黑洞在一側具有空隙，而沿一個方向（朝中心）移動的物質則隨著時間的流逝變得越來越密。

大爆炸幾乎代表了完全相反的事物-所有物質都被等量的等密度物質包圍，並且所有物質都相互遠離。在如此均勻的宇宙中，沒有什麼可以引起奇異的坍塌。

很久以後，當密度和膨脹率較低時，就有可能使隨機運動聚集足夠的質量以形成黑洞。但是，在這種情況下，您可能正在談論數十億個黑洞-到現在為止，這將是無數個非常大的黑洞。

Rodrigo
2018-02-18 07:22:11 UTC
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誰說它不會產生大的黑洞？

我們可能很好地生活在一個大的黑洞中。如果將假設的宇宙質量應用於 Schwarzschild半徑公式，則所得半徑將不會與可見宇宙的可觀察半徑相差太遠（按數量級）。確實，我們所謂的“大爆炸”可能只是簡單地由另一個宇宙中的前一顆恆星形成了我們的“黑洞宇宙”（因此稱為“多重宇宙”理論）。至少可以解釋為什麼我們的宇宙是有限的，但是光或物質顯然無法逃脫它。

這至少是在45年前提出的（ here），我不知道為什麼它不那麼受歡迎，因為它是如此迷人。 （如果您生活在一個貧窮的國家，我相信科學應該是普世的，而不僅僅是富裕的人，我建議使用 sci-hub，就像 here一樣。）

該問題的答案更詳細地說明了這一想法。



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