黑洞稳定性和“临界质量”问题

白矮星、中子星和黑洞的形成符合物理哲学引力论的等效原理。不同质量大小的老年恒星在生命周期的最后阶段停止了轻元素向重元素的核聚变反应，恒星的外壳物质从主体脱落，主要部分的核心物质在自身重力的单边作用下迅速产生了塌缩，巨烈的塌陷过程相当于死亡恒星发生了大爆性。像太阳一样的中等质量恒星通过红巨星的爆炸方式转变为白矮星，大质量和超大质量恒星通过超新星的爆炸方式转变为中子星和黑洞。在中子星的情形中，恒星核心的所有物质被压碎成中子和其它粒子，恒星核心的物质被压缩成中子星之后停止了引力收缩，中子星内部的中子简并力抵抗了中子星自身的强大引力。在黑洞的情形中，恒星核心的质量形成的引力超过了中子简并力，引力塌缩过程将连续发生，直到中子星内部的中子和其它粒子最终被压碎成“粉末”，形成了物质密度无限大、体积无限小的“能量点”。

黑洞不是宇宙时空的洞穴，而是物质密度无限大、体积无限小的能量点，天体物理学录将由超大质量恒星转化成的能量点称之为“奇点”，一些科学家相信，超大质量恒星在死亡后转化为“原始火浗”，我们在词源学的的概念上将原始火球定义为“能量球”、或“奇球”，能量点和奇点与能量球和奇球符合自然哲学对应论的等效原理。最先以爱因斯坦的广义相对论为依据求出黑洞“奇点解”的人是德国物理学家弗里德曼，1916年，爱因斯坦写出了广义相对论场方程式，弗里德曼求出了场方程的一个“黑洞解”，他不是第一个预言了黑洞天体的科学家，而是第一个以广义相对论为依据预言黑洞的物理学家。从二十世纪六十年代以来，天文学家找到了越来越多黑洞的观测证据。在学术和大众科学领域存在一个奇特的现象，怀疑黑洞存在性的人少，质疑广义相对论科学性的人多，如果包括弗里德曼在内的科学家以错误的广义相对论正确预言了黑洞天体，那么其中的悖论性将是爱因斯坦物理生涯“奇迹中的奇迹”。

弗里德曼理论、或“弗里德曼解”和彭罗斯—霍金理论、或“彭罗斯—霍金解”符合哲学概念论和逻辑论的等效原理。彭罗斯和霍金将广义相对论和量子场论的场方程联立求解，从数学上证明了黑洞引力边界、或黑洞视界的形成没有任何障淂，随着黑洞事件视界的形成，在黑洞中心必然出现奇点。“史瓦西半径”和“钱德拉塞卡极限”给出了恒星转化为黑洞的“临界质量”和天体转化为黑洞的“临界半径”，史瓦西半径和钱德拉塞卡极限给出了黑洞的形成条件，两种公式符合物理哲学条件论的等效原理。青年时期的钱德拉塞卡从数学上计算了恒星的极限质量，如果一颗爆炸恒星的核心质量相当于太阳的3.2倍，那么恒星核心的物质通过引力坍缩产生奇点、或产生由奇点和视界构成的黑洞。

1965年，彭罗斯从数学上证明了黑洞“奇点”，者年恒星的表面积、或体积在引力坍缩作用下缩小为极限为零的“点”，它的物质密度无限大、或时空曲率无限大，出现了奇点。雷金将“彭罗斯定理”或“彭罗斯奇点”推广到宇宙，整个宇宙在自身引力坍塌的过程中最终形成宇宙奇点。牛顿将引力作用从地球推广到宇宙天体，同样，雷金将黑洞奇点推广到宇宙奇点，黑洞和宇宙奇点的形成符合物理哲学机理论的等效原理。黑洞是微小的“小宇宙”，宇宙是超级的“大黑洞”，通过黑洞物理学揭示宇宙物理学的奥秘，黑洞与宇宙起源存在关联，这是科学家和大众科学人士热衷于黑洞奥秘的原因之一。1927年，比利时牧师、物理学家勒梅特最早构想了动态模式的宇宙大爆炸概念，1946年，俄裔美籍物理学家伽莫夫第一次提出了系统性的宇宙大爆炸理论，细致而完整地揭示了宇宙从诞生后的不到1秒到今日宇宙大约137多亿年的演变进程。霍金的“宇宙奇点”理论弥补了伽莫夫宇宙大爆炸理论的不足，然而，对黑洞和宇宙奇点的描述、对宇宙史的认识远未到“科学的终结”时候。

宇宙学和物理学未列入榜单的其中之一问题是，为什么恒星和星系级的黑洞和奇点稳定、而宇宙级的黑洞和奇点不稳定？宇宙大爆炸理论证明了宇宙奇点的不稳定，“霍金辐射”证明了黑洞奇点的稳定性。为什么宇宙奇点在不稳定的量子涨落中发生了大爆炸、而黑洞奇点在稳定的量子涨落中未发生大爆炸？如何从物理学认识化解稳定黑洞奇点和不稳定宇宙奇点的悖论性？黑洞奇点稳定性的表现之一是它不存在“临界质量”，既没有理论预期的最小质量黑洞，也没有理论判断的最大质量黑洞，最小和最大的黑洞质量符合物理哲学无边界性的等效原理。黑洞的“史瓦西半径”仅与它的质量有关，小质量黑洞对应小引力半径、或小视界，大质量黑洞对应大引力半径.、或大视界。物理学家霍金预言了宇宙极早期“微型黑洞”的存在，它的史瓦西半径相当于一个基本粒子、亚基本粒子的尺度，它的质量相当于数十万到数亿吨，或地球上的一座大山被压缩成了微型黑洞。天文学家在银河系发现了中等质量的黑洞，在银河系中心发现了相当于太阳质量400万倍的超大质量黑洞，到目前为止，他们未能证实微型黑洞的存在，未能确定最大质量的星系黑洞。天文学家曾经发现相当于太阳质量50亿倍的超大质量黑洞，恒星和星系级黑洞似乎存在质量界限。

恒星和星系级黑洞形成了超稳定结构，原子和黑洞结构符合自然哲学稳定论的等效原理。宇宙物质最小的原子结构和宇宙天体最大的黑洞结构稳定性相似，最小和最大物体结构稳定性的等效关系决定了可观测宇宙的相对稳定性。一些天体物理学家相信，50亿倍太阳质量的超大黑洞达到黑洞质量的上限，超过了黑洞的“临界质量”，不会发生黑洞爆炸，黑洞视界附近的吸积盘将会发生不稳定的崩溃，黑洞的质量将停止增加。假如宇宙学的“伽莫夫—霍金模型”正确，那么起源于“超级奇点”的宇宙大爆炸理论支持了黑洞“临界质量”的设想，宇宙级黑洞或奇点的临界质量、或“钱德拉塞卡极限”相当于宇宙总质量，其中既包括可见物质和能量部分，也包括不可见的暗物质和暗能量部分。黑洞质量达到一定程度会不会发生大爆炸？宇宙大爆炸是不是黑洞爆炸？以自然哲学的广义等效原理为依据回答这一问题，现有的黑洞物理学可以延伸到宇宙物理学，可观测宇宙的史瓦西半径大约为1500亿光年，实际观测的宇宙半径大约为460亿光年，根据“史瓦西法则”， 我们的宇宙是一个“超级黑洞”，里面看得清，外面看不见。宇宙起源于宇宙奇点的“伽莫夫—霍金模型”表明，宇宙总质量是黑洞的临界质量、或“钱德拉塞卡极限”。天文学家从未发现“黑洞大爆炸”，可能是因为它们彼此孤立，没有通过黑洞的无限合并达到宇宙总质量的程度。

（宇哲手稿：2O2O年1月13日）