我們印象中的黑洞,擁有著非常強(qiáng)大的引力,強(qiáng)大到可以把靠近它的所有物質(zhì)都吸引進(jìn)去,連光線也無(wú)法逃脫。在黑洞中那個(gè)奇點(diǎn),是一個(gè)體積無(wú)限小,密度無(wú)限大,引力無(wú)限大,時(shí)空曲率也無(wú)限大的點(diǎn)。那么,當(dāng)物質(zhì)通過(guò)黑洞的視界落入那個(gè)“點(diǎn)”后,會(huì)發(fā)生什么呢? 關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,現(xiàn)在的物理學(xué)還無(wú)法給出一個(gè)確切的答案,因?yàn)樵谝暯缰蟮氖澜缰校湮锢硪?guī)律和我們的世界是不同的,在這里會(huì)發(fā)生什么事?是通往另外一個(gè)宇宙?還是一片空白歸于虛無(wú)?還是像《星際穿越》那樣跑到一個(gè)書(shū)架的背面在時(shí)間軸上跳躍?現(xiàn)在還沒(méi)有有人能解釋。 雖然沒(méi)有準(zhǔn)確的答案,好在黑洞還有質(zhì)量,電荷,以及角動(dòng)量這三個(gè)參數(shù)供我們研究,讓我們可以依據(jù)當(dāng)前現(xiàn)有的理論進(jìn)行推測(cè),當(dāng)一個(gè)物體落入黑洞后,在跌入奇點(diǎn)的過(guò)程中,這個(gè)物體會(huì)因?yàn)榫哂畜w積,使得前后受到的引力大小是不同的,而且越靠近中心引力差越大,導(dǎo)致物體會(huì)被不斷拉長(zhǎng),也可以稱之為面條化,在無(wú)限靠近奇點(diǎn)的時(shí)刻,物體會(huì)完全失去體積,也就是失去維度并不可逆地消失于奇點(diǎn)。
但在這種“只吃不吐”的狀態(tài)下,黑洞的質(zhì)量只會(huì)不斷的增加,但是現(xiàn)代物理學(xué)告訴我們,黑洞的事件視界表面面積與它黑洞的質(zhì)量是成正比的,所以隨著質(zhì)量的增加視界表面面積也只能跟著增加,不能減少。但這似乎違背了熱力學(xué)第二定律,因?yàn)?,?dāng)物體落入黑洞后,它們的熵就會(huì)由此消失(所有關(guān)于這個(gè)物體的信息都不在存在),那么宇宙作為一個(gè)孤立系統(tǒng),其中的熵就會(huì)減少。所以人們相信黑洞不會(huì)像貔貅那樣只吃不吐的,必然會(huì)以某種方式釋放出一些東西出來(lái)。斯蒂芬·威廉·霍金先生的成就——霍金輻射假說(shuō)就是這么來(lái)的。引用一下網(wǎng)上的解釋: 在黑洞外產(chǎn)生的虛粒子對(duì),其中一個(gè)被吸引進(jìn)去,而另一個(gè)逃逸的情況下。如果那個(gè)逃逸的粒子獲得了能量,那么就不需要跟其相反的粒子湮滅,它可以逃逸到無(wú)限遠(yuǎn)。外界看起來(lái)就像黑洞在發(fā)射粒子一樣。這個(gè)猜想中的輻射被稱為“霍金輻射”。由于粒子是向外帶去能量,所以它是吸收了一部分黑洞的能量,這樣黑洞的質(zhì)量也會(huì)漸漸變小,消失;同時(shí)它也向外帶去信息,所以并不違反信息定律。 所以可以說(shuō)黑洞并不是完全“黑”的?;艚疠椛淠軌蜃尯诙词ベ|(zhì)量,在黑洞演化的歷史中,當(dāng)黑洞損失的質(zhì)量大于它增加的質(zhì)量時(shí),那么黑洞就會(huì)慢慢變小直到最終消失,即黑洞蒸發(fā)了。自然,落入黑洞那些物質(zhì)也會(huì)隨著黑洞的蒸發(fā)而完全的消失。 黑洞蒸發(fā)的速度與它的質(zhì)量成反比,也就是說(shuō),質(zhì)量越大的黑洞蒸發(fā)的速度越慢,一般大質(zhì)量恒星死亡產(chǎn)生的黑洞壽命大約為10^66年,而一些星系中心那些超大質(zhì)量黑洞(100萬(wàn)—100億倍太陽(yáng)質(zhì)量)則可以存在10^90年以上(這是個(gè)超級(jí)大的數(shù)字),真正意義上的與天地同壽。 當(dāng)然,還有一些觀點(diǎn)認(rèn)為黑洞是通往另一個(gè)世界的入口,進(jìn)入黑洞后,會(huì)從“白洞”出來(lái),到達(dá)另一個(gè)宇宙。但“白洞”目前還僅僅是一種理論模型,尚未被任何觀測(cè)所證實(shí)。所以這種假說(shuō)還是在科幻電影上看看比較好。這里就不詳細(xì)討論了。 最后啰嗦一點(diǎn),關(guān)于黑洞內(nèi)的引力奇點(diǎn),以目前所知的物理定律是不適用的,包括那里的時(shí)間與空間。沒(méi)人知道黑洞內(nèi)部究竟發(fā)生了什么,我們只能從外界系統(tǒng)的看黑洞,可以觀測(cè)的信息是黑洞吸入物質(zhì),霍金輻射,與之對(duì)應(yīng)的是黑洞的質(zhì)量,事件視界面積增加,減少以致最終消失。 |
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