7---黑洞的极点和奇点
“黑洞”是宇宙中,天体运动变化的-种物质形态,它有自已的生命周期。成型的黑洞
冷缩至极点时,处于极点状态。未被诱发爆炸之前,黑洞仍然是-个稳定的黑洞天体。
7.1---黑洞是稳定的
现时太阳半径为6.9601*10^8m。核反应区在0.25Ro—50%Mo之中心处,核反应区的半
径约~1.740025*19^8m。
当它冷缩至吸光半径3.15809412*10^7m时,表面重力加速度为:1.33064594*10^5mS-2,
开始向黑洞转化。在漫长的黑洞成长过程中,缩形黑洞稳定而牢固,究其原因,可推测如下:
(1),黑洞具有强大的内聚力------质量引力。
(2),黑洞具有牢固的空间结构------正四面体构型。
(3),在宇宙空间框架中,黑洞的微观结构与大宇宙框架形成了一定程度的容合。黑洞
的运动变化受到宇宙框架,宇宙磁场及磁质(子)的抑制。
(4),恒星冷缩剥壳成缩形后,“内聚力常数”增大,由6.3之估算值为:
1.60667639*10^-9m3Kg-1S-2>万有引力常数6.6720*10^-11m3Kg-1S-2。
使黑洞能维持高密度下的稳定性
故此,黑洞在冷缩到“奇点”之前,黑洞是牢固而稳定的。
7.2---冷缩是长期的
人们通过观测,公认现时太阳已于46亿年前开始形成,並预测~76亿年后,太阳冷缩
剥壳,变成“缩形”,最终变成“暗矮星”。能否变成“黑洞”令人生疑?
依本文第6节所述之推测,太阳变“黑洞”是完全可能的。
为估算简便,可假定太阳在80亿年后变成“缩形黑洞”,推测其基本状态如下:
01
7.2.1---“缩形”的基本情况
质量„„1.9891*10^30Kg,
体积„„2.1664146*10^21m3,(两倍地球)
半径„„8.02696023*10^6m,
质量密度„„9.18152970*10^5g/Cm3。
7.2.2---冷缩值的比较
以现时太阳核反应区0.25Ro—50%Mo为基准,进行比较和估算。
(1),核反应区半径1.740025*10^8m,
太阳缩形半径8.026960*10^6m,
半径缩小值165-97554*10^6m,
80亿年平均缩值2.07469425*10^6m/亿年。
平均每年缩短半径值0.0207469m/年。
(2),H原子半径
在核反应区中„„0.206784*10^-10m,
在缩形黑洞中„„7.558134*10^-13m,
H半径缩小值„„199.22586*10^-13m,
80亿年平均缩值„„2.49032332*10^-13m/亿年。
平均每年缩短半径„„2.4903*10^-21m/年。
(3),Fe原子半径
在核反应区中:0.788987*10^-10m,
在缩形黑洞中:6.224278*10^-13m,
Fe半径缩小值:782.762722*10^-13m,
80亿年平均缩值:9.784534*10^-13m/亿年。
平均每年缩短半径:9.784534*10^-21m/年。
02
(4),Fe芯中子半径
在核反应区中„„0.25391963*10^-10m,
在缩形黑洞中„„2.003158*10^-13m,
中子半径缩小值„„251.916472*10^-13m,
80亿年平均缩值„„3.1489559*10^-13m/亿年。
平均每年缩短半径„„3.1489559*10^-21m/年。
从上述估算可以发现,现时太阳的冷缩过程是极其緩慢而长期的。
7.3---黑洞的极点状态
人们预测:质子半径在1.2*10^-15m至1.5*10^-15m之间。假定1.2*10^-15m
是质子的极点半径,估算“缩形黑洞”在此时之情形。
7.3.1---黑洞之极点状态
当黑洞质子冷缩至1.2*10^-15m时,电子极小,以H+为基准进行估算。
(1),黑洞体积V
单个H+体积Vh=(4丌/3)*(1.2*10^-15m)^3=7.23822336*10^-45m3.
总体积V=1.9891*10^33g/(1g/1mol)*6.022169*10^23H/mol
*7.23822336*10^-45m3,
=8.67044798*10^12m3,~8.67045*10^3Km3。
(2),黑洞半径R
R=【(3/4丌)*8.67044798*10^12m3】^1/3=1.27443522*10^4m。
~12.744Km。
(3),黑洞密度D
D=1.9891*10^33g/(8.67044798*10^12m3)=2.29411445*10^20g/m3,
=2.29411445*10^14g/Cm3。~2.2941*10^14g/Cm3。
03
(4),黑洞表面内聚压力P
由6.3.2,缩形黑洞的表面重力加速度g=1.502157*10^7m/S2,
P=Mo*g/(4丌R2)=(1.9891*10^30Kg*1.502157*10^7m/S2)
/[4丌*(1.27443522*10^4m)^2]
=1.46395228*10^28KgmS-2/m2
=1.46395228*10^28N/m2.
=1.46395228*10^24N/Cm2。
=1.49281555*10^23Kgf/Cm2
=1.44480469*10^23atm。
7.3.2---H原子状态
H元素质量密度为2.29411445*10^14g/Cm3。
(1),H原子密庋D
D=2.29411445*10^14g/Cm3/(1g/1mol)*6.022169*10^23H/mol
=1.381555449*10^38H/Cm3。
(2),H原子体积V
V=1*10^24A3/1.38155449*10^38H
=7.23822337*10^-15A3/H。
(3),H原子半径R
R=[(3/4丌)*7.23822337*10^-15A3]^1/3
=1.199999998*10^-5A。
=1.2000*10^-5A,(1.200*10^-15m).
前面假定H+极点半径为1.2*10^-15m,估算出H原子半径R=1.2000*10^-15m,未
诱发静电爆炸,足以证明H+子半径小于1.2000*10^-15m。
04
(4),H-He静电场功W
以H+点电荷场估算,由公式(6--4):We=q/(4丌&R).
式中:q=1.6*10^-19C,R=1.200*10^-15m,
&(介电常数)=8.85*10^-12C2N-1m-2.
单原子We=1.6*10^-19C/【4丌*(8.85*10^-12C2N-1m-2)*1.200*10^-15m】
=1.43869966*10^6NmC-1.
H原子密度D=1.38155544*10^38H/Cm3.
总静电功W=1.38155544*10^38H/Cm3*1.6*10^-19C*1.43869966*10^6NmC-1
=3.180205737*10^25Nm/Cm3.
=3.18020573*10^25J/Cm3.
=3.24290667*10^24Kgf/Cm3.
H-He群体静电场的功能密度为3.18020573*10^25J/Cm3
7.3.3---Fe原子状态
Fe芯中的Fe原子舍26个质子及30个中子,当质子半径冷缩至1.2*10^-15m时,Fe
原子的状态最关重要。
(1),Fe芯体积Vf
Fe质量以2%计。
Vf=8.67044786*10^12m3*2%=1.734089596*10^11m3。
(2),Fe芯体半径Rf
Rf=【(3/4丌)*1.734089596*10^11m3】^1/3=3.45934970*10^3m。
~3.46Km
(3),Fe原子密度Df
Df=2.29411445*10^14g/cm3/(55.85g/1mol)*6.022169*10^23Fe/mol
=2.47368754*10^36Fe/cm3。
05
(4),Fe原子半径Rf
Fe原子体积v=1*10^24A3/2.47368754*10^36Fe=4.04254775*10^-13A3。
Fe原子半径Rf=【(3/4丌)*4.04254775*10^-13A3】^1/3
=4.58693328*10^-5A。
Fe原子极点半径为4.58693328*10^-5A,(4.58693328*10^-15m)。
(5),Fe芯中子半径Rn
Fe原子以30个中子估算,
Fe芯中子体积v=4.04254775^10^-13A3/30=1.34751592*10^-14A3.
Fe芯中子半径Rn
Rn=【(3/4丌)*1.34751592*10^-14A3】^1/3=1.47621138*10^-5A。
中子极点半径为1.47621138*10^-5A。(1.47621138*10^-15m)。
(6),Fe芯表面内聚压力Pf
Pf=Mo*g/(4丌Rf2)
=1.9891^30Kg*1.502157*10^7mS-2/[4丌*(3.45934970*10^3m)^2]
=1.98688859*10^29KgmS-2/m2=1.98688859*10^29N/m2,
=1.98688859*10^25N/Cm2,
=2.02606209*10^24Kgf/Cm2,
=1.96090133*10^24atm。
(7),Fe芯静电场功W
Fe原子密度Df=2.47368754*10^36Fe/Cm3,为简化计算,把26个质子的电荷
中心作为点电荷场,Fe原子半径作为点电场半径。
Fe原子电场功we=q/(4丌&Rf),式中:q=1.6*10^-19C,
R=4.58693328*10^-15m,
&(介电常数)=8.85*10^-12C2N-1m-2。
06
单电子电场功We=26*1.6*10^-19C/(4丌*8.85*10^-12C2N-1m-2
*4.58693328*10^-15m)
=8.154891*10^6NmC-1。
Fe芯静电场总功Wf=2.47368754*10^36Fe/Cm3*26*1.6*10^-19C
*8.154891*10^6NmC-1
=5.24488958*10^25Nm/Cm3.
Fe芯静电场功能密度为~5.244889*10^25J/Cm3。
7.4---冷缩至极点的时间
在此,以1.2*10^-15m作为质子极点半径,估算太阳在冷缩剥壳变成缩形黑洞后,由
极限状态冷缩到极点状态的时间。亿年冷缩均值見7.2节。
冷缩时间T=缩小值/亿年冷缩均值。
7.4.1---黑洞冷缩时间
黑洞半径„„8.026960*10^6m,
极点处半径„„1.27443522*10^4m,
半径缩小值„„801.42156*10^4m,
亿年冷缩均值„„2.7469425*10^6m/亿年,
冷缩至极点时间„„3.862842亿年。
7.4.2---H原子半径冷缩时间
黑洞中H原子半径„„1.35*10^-15m,
极点时H原子半径„„1.200*10^-15m,
H原子半径缩小值„„0.15*10^-15m,
亿年冷缩均值---------2-49032332*10^-13m/亿年,
冷缩至极点时间„„6.023314*10^-4亿年。
07
7.4.3---Fe原子冷缩时间
黑洞中Fe原子半径„„5.16028820*10^-15m,
极点时Fe原子半径„„2.12906524*10^-15m,
Fe原子半径缩小值„„3.03122396*10^-15m,
亿年冷缩均值„„„„9.73673562*10^-13m/亿年,
冷缩至极点时间„„3.11313232*10^-3亿年。
7.4.4---Fe芯中子半径冷缩时间
黑洞中中子半径„„1.66073447*10^-15m,
极点时中子半径„„1.47621138*10^-15m,
中子半径缩小值„„0.18452309*10^-15m,
亿年冷缩均值---------3.1489615*10^-15m,
冷缩至极点时间------0.*-10^亿年。
把冷缩到极点的时间归纳如后:黑洞半径冷缩------3.862842亿年,
Fe芯中子半径冷缩„„5.85980775*10^-2亿年,
Fe原子半径冷缩„„3.11313232*10^-3亿年,
H原子半径冷缩„„6.023314*10^-4亿年。
比较上述由“极限”到“极点”的冷缩时间可以发现,H原子半径冷缩至极点的时间最短
~6.023314*10^-4亿年,即60233年。但当黑洞冷缩至基温3K度时,外部不再冷缩。
此后,黑洞的冷缩受中心Fe磁性芯体控制。
Fe原子半径冷缩到极点,需311313年,但Fe原子的冷缩直接决定“奇点”的产生!
08
7.5---Fe原子的奇点
在高密度,高压力,高內能之状态下,Fe原子中的中子与质子成正四面体-体心构型。
在黑洞整体冷缩过程中,不可避免地在Fe原子中产生“奇点”。如图7-1所示:
在正四面体ABCD中,中子位于A、B、C、D四角顶点,质子居于体心“o”。
09
设中子半径为R,则:AB=BC=AC=DC=DA=DB=2R,
连中线AE,DE,以“厶”代表三角形。则在正四靣体中:
厶AED是厶ABC及厶DBC之垂直平分靣。
由A向DE作垂线于F,由D向AE作垂线于G,AF与DG相交于“o”点。
则:AF是正四面体ABCD之中心对称轴,OB=OC=OD。
DG是正四面体DABC之中心对称轴,OA=OB=OC。
故:OA=OB=OC=OD,“o”是正四面体之体心,质子居于“o”点。
同时:F为厶BCD之中心,G为厶ABC之中心。故此:DF=2/3DE,EG=1/3AE
因:DE=AE=(AC2—EC2)^1/2=【(2R)^2—R2】^1/2=3^1/2*R
在直角厶DEG中,DG=(DE2—EG2)^1/2
={(3^1/2*R)^2—[(3^1/2)/3*R】^2}^1/2=6^1/2*2/3*R
在直角厶DEG中,直角厶DOF相似于直角厶DEG,
则:OD:DE=DF:DGOD=DE*DF/DG
OD=3^1/2R*(3^1/2R)*2/3/(6^1/2*2/3*R)=6^1/2/2*R,
在正四面体ABCD中,OD是质子“o”与中子“D”之轴心线。
设质子半径为R+,则:OD=R+R+R=OD—R+=6^1/2/2*R—R+
R+=6^1/2/2*R—R=【(6^1/2)/2—1】*R
R=R+/【(6^1/2)/2—1】=2R+/【(6^1/2)—2】=(6^1/2+2)*R+
R=(6^1/2+2)R+„„„„(7--1)
10
Fe芯的Fe原子在冷缩过程中,由公式(7--1),当中子半径R:
R=【(6^1/2)+2】R+时,黑洞进入“奇点”,
公式(7-1),称“奇点公式”。
在“奇点”,即质子半径“R+”不可再被冷缩,且中子与质子处于最紧密接触状态。当
中子继续冷缩时,因质子不再冷缩,则中子间出现空隙。当中子半径冷缩至:
R=【(6^1/2)+1】R+时,黑洞进入“爆点”。
R=【(6^1/2)+1】R+---------------(7—2)
公式(7—2)可称名“爆点公式”。
在爆点时,全部中子间的空隙变为:“2倍R+”半径,即等于1个质子直径,
所有质子都可以从中子的包围间隙中逃逸而出,引发静放电爆炸,继而诱发黑洞
大爆炸„„
11
附录—2
34
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