为什么大爆炸不仅产生了一个大黑洞？

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我经常想知道的问题：

1）如果所有物质和能量都集中在大爆炸的单个点上，那为什么不是黑洞呢？或者为什么黑洞不是一个大洞？

2）如果上面的＃1未能形成黑洞的原因是诸如通货膨胀之类的几种解释之一，那么为什么在这种大爆炸之后的某个有限时间内，所有的质量和能量都没有形成一个大黑洞发生了吗例如，我（可能是错误地）听说通货膨胀使宇宙变成了橙色。那么为什么它不形成黑洞呢？或一旦宇宙膨胀到月球的大小。那为什么不呢？只需插入所需的任意合理大小即可代替“橙色”或“月亮”。问题是，为什么大爆炸之后所有的物质和能量都没有形成黑洞？

谢谢。

black-hole big-bang-theory

— 亚达
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Yadda-您对以下两个出色答案的评论表明，您需要了解一些基本知识。没有他们，您将无法理解为什么这个问题没有真正意义。我建议研究时空GR模型的行为，在时间= 0时接近该奇点，以了解您的假设为何存在缺陷。

— 罗里·阿尔索普2014年

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另请阅读astronomy.stackexchange.com/questions/6305

— 罗里·阿尔索普

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您的问题本质上是由于尝试应用Schwarzchild黑洞逻辑而引起的，该假设在大爆炸中被极大地违反了。

以下是大爆炸中的真实情况，并违反了通常的黑洞形成逻辑。

该事件发生在太空中的每个地方，而不是一个点。特别地，能量均匀地分布在各处。因此，净引力几乎为零，没有任何事物可以崩溃的地步。此外，由于到处都有东西，因此在崩溃区域之外没有广阔的真空空间（在平坦的时空内也是如此）。此外，事物正在快速移动，处于高度兴奋的状态，并且未达到热平衡（直到通货膨胀受到打击，然后事物才被稀释并且因果断开以致整体崩溃）。

至于我们可以描述在时间的宇宙，我们一无所知。广义相对论在那儿有一个类似空间的奇点，因此它无法说出更多。可以预料，广义相对论并不是通货膨胀前时代对时空的正确描述，这在很大程度上是因为量子力学在这些条件下引入了重大影响，并且众所周知这两种理论是不相容的。 $t=0$

编辑：

这个问题已经在物理学SE上问过很多次。

/physics//q/20394/55483

/physics//q/3294/55483

/physics//q/26435/55483

也许答案会很有启发。

— 西巴达瓦·蒂米
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黑洞和大爆炸奇点都是类似空间的。尽管如果您坚持在此处应用牛顿概念，那么牛顿的壳定理意味着一切都可能在每个点附近崩溃，从道德上讲，它与反向爆炸的大爆炸相似。当然，“牛顿化”的大爆炸没有问题，因为它们从不形成黑洞，所以我不确定这是否解决了这个问题，但是也许可以进一步发展。

— Stan Liou 2014年

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t = 0

$t=0$

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@yadda如果您认为太阳是孤立的，或者一般认为是任何孤立的球对称物体上的重力场，则用Schwarzschild时空来描述。如果您以某种方式缩小了它，那么显然您会得到一个Schwarzschild黑洞。因此，您所学到的是正确的，但高度特定于特定的上下文，您的错误是从该上下文的错误属性中概括出来的。

— Stan Liou 2014年

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@yadda我已经添加了一些指向物理SE的链接，该问题已被多次询问和回答。简而言之，有两种可能性：要么它可以按您想要的方式工作，因为事情已经足够好了；或者它们没有了，因为事实并非如此。在早期宇宙学中，我们处于后一种情况，并且没有“特定时间”会改变这种二分法。提前足够的时间，就会以我们习惯的小规模方式以您期望的方式形成黑洞。早于此，条件不正确。就像在太阳中心期待冰块一样。

— zibadawa timmy 2014年

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@OlegMihailik这是错误的。不仅仅是“在一个半径内有足够的质量”，还有更多的要求。这正是形成Schwarzchild黑洞的理由。在当今的宇宙中，这几乎是正确的，但是在大爆炸之后不久就不适用了。GR不仅具有质量和半径，还具有更多的功能。另请参阅Stan的答案。

— zibadawa timmy 2015年

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黑洞是由事件范围分隔的时空区域，这意味着无论等待多长时间，内部信号都不会向外传播。就本地而言，事件范围没有什么特别的。如果您陷入黑洞，则不会有任何标记表明您已经越过，也没有本地实验（空间和持续时间较短）会告诉您您已经注定要失败。这里最重要的概念性观察是，“黑洞”手段不是由当地条件定义的，而是由更大时空的结构定义的。

这意味着认为黑洞本质上是由某些特定密度决定的，这是一个错误。如果您看一下Schwarzschild黑洞的简单情况的密度，则可以证明这一点：黑洞越大，黑洞的密度就越小（尽管对于体积而言，存在一些警告）。黑洞没有神奇的“密度点”。某事物是否形成黑洞取决于时空的整体条件。

编辑：@zibadawa timmy关于均匀性的观点非常重要。由于空间中的所有点都是等价的，因此没有特殊的点可以围绕它形成绝对的事件视界以与观察者无关的方式将其包围，因此也就没有黑洞。这是最重要的区别，其中大爆炸解决方案中的大型结构时空与恒星坍塌场景有很大不同。

1）如果所有物质和能量都集中在大爆炸的单个点上，那为什么不是黑洞呢？或者为什么黑洞不是一个大洞？

物质和精力不必集中在一个点上。涉及封闭宇宙的宇宙只有宇宙大爆炸宇宙论甚至是可行的类比，这绝对不是全部。但这是一个单独的误解。

但是据我们所知，在有限的过去，每个点的局部密度确实向无穷大变化。因此，它仍然是有意义的问为什么没有说原因黑洞的形成。但这答案很简单：不是因为没有理由这样做，因为局部密度的大小无关紧要。

问题是，为什么大爆炸之后所有的物质和能量都没有形成黑洞？

我们不需要特殊的机制来防止它，因为没有普遍的理由使其首先成为黑洞。

我在这里用“一般”来表示，因为某种意义上说，封闭的宇宙宇宙学已经像黑洞的内部一样，整个宇宙甚至可以像大紧缩一样缩回去，模仿更普通的恒星坍缩。进入一个黑洞。但是，从经验上可以排除宇宙大爆炸正在加速的发现，从而消除了大危机。

因此，再次，它是否形成（类似）黑洞取决于时空的大规模结构，而无论局部密度变大还是变小。

— 斯坦·柳
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10^{8}

$10^8$

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@yadda正如我说过的（斯坦在对我的回答的评论中对您说的），“将足够的质量/能量包装到足够小的空间中……”论点仅对Schwarzschild黑洞有效。假设您的质量密度趋向于处于（近似）真空状态的较大（近似）平坦时空内的某个点。在大爆炸条件下，这是极度违反的。GR中的奇异点并非全部具有单个特征。我们只能在许多可能的情况下有意义地描述少数情况，并且每种情况都与前一种情况有意义地有所不同。

— zibadawa timmy 2014年

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@yadda正如我在回答的第一句中所说，黑洞是事件视界所包围的区域。这就是“黑洞”一词的意思。如果您“不这样做”并且“不在乎事件范围”，那么您甚至根本就不在谈论黑洞。就这么简单。

— Stan Liou 2014年

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@yadda视界拥有的一切，用它做，因为它的存在与否直接决定了黑洞是否形成，从而直接回答你的问题。“黑洞形式” 是指 “事件视界形式”，因为事件视界的存在是黑洞的定义属性。您坚持认为这无关紧要，有点像要表明为什么某人是单身汉而又不允许以任何方式提及其婚姻状况。这是完全可笑的条件，因为它是我们正在讨论的术语的基本含义的一部分。

— Stan Liou 2014年

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@yadda 1）双方均未实际确定对方；他们字面意思是同一件事，比照。第一句话维基百科的第一页，或随后的解释或后续的阐述，例如“定义黑洞的特征是事件视界的出现” 2）可以。

— Stan Liou 2014年

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科学家说的是，质量并不是第一次是纯能量存在的，并且膨胀发生在非常高的速度（光速的50倍以上），因此即使出现了粒子和质量（不到十亿分之一）能量转换为质量，物质和反物质：E = mc ^ 2）的膨胀速度非常高，以致氢和氦气的形成速率为（75％H，25％He和极少量的Li）），但科学家们说，没有更重的元素，密度迅速而均匀地下降（由于膨胀速度，以分钟为单位），另一方面，黑洞需要很高的质量密度才能形成。

因此，碰巧初始条件与大恒星/超新星完全不同，并导致不同的结果。

— AMA1123
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我认为科学家不会这么说。他们说这个。

— 彼得说恢复莫妮卡

至少，这就是我从GUT所了解的

— AMA1123 '18

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例如，由恒星的坍缩造成的黑洞在一侧具有空洞，而在一个方向（朝中心）移动的物质在另一侧则随着时间的流逝变得越来越密。

大爆炸几乎代表了完全相反的事物-所有物质都被等量的等密度物质包围，并且所有物质都相互远离。在这样一个统一的宇宙中，没有什么可以引起奇异的崩溃。

后来，当密度和膨胀率降低时，可能会出现随机运动聚集足够的质量以形成黑洞的情况……但是，在这种情况下，您可能正在谈论数十亿个黑洞-到现在为止无数个非常大的黑洞。

— 杰克·斯皮特
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谁说它没有产生大的黑洞？

我们可能很好地生活在一个大黑洞中。如果将假设的宇宙质量应用于Schwarzschild半径方程，则所得半径将不会与可见宇宙的可观察半径相差太远（按数量级）。确实，我们所谓的“大爆炸”可能只是从另一个宇宙中的前一颗恒星形成我们的“黑洞宇宙”（因此称为“多宇宙”理论）。至少可以解释为什么我们的宇宙是有限的，但是光或物质显然无法逃脱它。

它是至少在45年前（这里）首次提出的，我不知道为什么它不那么受欢迎，因为它是如此迷人。（如果您生活在一个贫穷的国家-我相信科学应该是普世的，而不仅仅是富裕的人-我建议像这里一样使用sci-hub。）

这个问题的答案更详细地解释了这个想法。

— 罗德里戈
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