黑洞的引力極為強(qiáng)悍，以至于它們可以吞噬宇宙中已知的任何物質(zhì)，就算是體積龐大的星球，只要進(jìn)入了黑洞的“勢(shì)力范圍”，同樣也無法逃脫被吞噬的命運(yùn)，那么被黑洞吞噬的星球，最終都去哪里了呢？下面我們就來聊一下這個(gè)話題。

我們知道，引力的大小與距離的平方是反比例關(guān)系，因此當(dāng)一個(gè)引力源作用于一個(gè)物體時(shí)，該物體不同部分受到的引力就各不相同，這樣就會(huì)形成一個(gè)引力差，從而對(duì)物體產(chǎn)生撕扯的效果，這種效果也被稱為“潮汐力”。

黑洞吞噬星球，并不是想象中的那樣一口就吞掉，而是有一個(gè)過程。由于黑洞產(chǎn)生的“潮汐力”非常大，因此星球首先會(huì)被撕扯成碎片，然后這些碎片會(huì)陸陸續(xù)續(xù)被黑洞吸引過去。

在絕大多數(shù)情況下，被黑洞吞噬的星球的運(yùn)動(dòng)方向都不會(huì)徑直地指向黑洞，所以星球被撕裂后產(chǎn)生的碎片通常都會(huì)一邊圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)，一邊向黑洞接近。

在這個(gè)過程中由于角動(dòng)量守恒，這些碎片距離黑洞越近，其圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的速度就越快，與此同時(shí)，物質(zhì)的密集程度也就越高，當(dāng)達(dá)到一定程度的時(shí)候，大量的物質(zhì)就會(huì)在黑洞附近形成一個(gè)圍繞著黑洞高速旋轉(zhuǎn)的盤狀結(jié)構(gòu)，這也被稱為“吸積盤”。

在“吸積盤”中的物質(zhì)，早已被黑洞產(chǎn)生的“潮汐力”撕裂成原子甚至亞原子狀態(tài)，由于它們的速度各不相同，因此這些高速運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)之間就會(huì)因?yàn)閯×业呐鲎埠湍Σ炼尫懦鰳O高的能量，進(jìn)而產(chǎn)生大量的電磁輻射，正因?yàn)槿绱?，我們才可以間接地觀測(cè)到黑洞。

與此同時(shí)，“吸積盤”中的部分物質(zhì)也可能因此獲得足以擺脫黑洞引力場(chǎng)的能量，在磁場(chǎng)的約束下，這些物質(zhì)會(huì)從黑洞的兩極高速噴出，形成壯觀的黑洞噴流。

看到這里肯定有人會(huì)問了，不是說任何物質(zhì)都無法逃離黑洞嗎？其實(shí)這是可以解釋的。

黑洞不是洞，而是一個(gè)封閉的時(shí)空，在三維空間中，黑洞可以看成是一個(gè)球體，其中心位置有一個(gè)密度無限大、體積無限小的“奇點(diǎn)”（Singularity），而球體的表面和半徑則分別稱為“事件視界”（Event horizon）和“史瓦西半徑”（Schwarzschild radius）。

從理論上來講，任何進(jìn)入了“事件視界”的物質(zhì)就再也無法逃逸，而黑洞的“吸積盤”其實(shí)是位于“事件視界”之外的，所以在能量足夠高的情況下，其中的物質(zhì)就可以擺脫黑洞引力的束縛。

在過去的日子里，黑洞噴流這種現(xiàn)象已經(jīng)被多次觀測(cè)到，這也說明了，在星球被黑洞吞噬的過程中，有一部分物質(zhì)確實(shí)沒有真正地進(jìn)入到黑洞內(nèi)部。

當(dāng)然了，星球的另一部分物質(zhì)的確是被黑洞吞噬了，根據(jù)廣義相對(duì)論，物質(zhì)一旦進(jìn)入了“事件視界”，就會(huì)不可避免地墜入位于黑洞中心位置的“奇點(diǎn)”，從此成為黑洞的一部分。那這是否就是這些物質(zhì)最終的歸宿呢？對(duì)此，著名物理學(xué)家霍金給出了否定的答案。

根據(jù)量子力學(xué)，真空并不是想象中的那樣空無一物，而是存在著一種被稱為“量子漲落”的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象簡(jiǎn)單來講就是，真空中會(huì)不停地產(chǎn)生正負(fù)虛粒子，它們總是會(huì)成對(duì)地產(chǎn)生，然后在極短的時(shí)間之內(nèi)湮滅。

霍金據(jù)此推測(cè)出，當(dāng)虛粒子對(duì)出現(xiàn)在黑洞的“事件視界”邊緣的時(shí)候，有可能出現(xiàn)4種情況：1、虛粒子對(duì)正常湮滅；2、兩個(gè)虛粒子同時(shí)被黑洞吞噬；3、負(fù)虛粒子被黑洞吞噬，正虛粒子逃逸；4、正虛粒子被黑洞吞噬，負(fù)虛粒子逃逸。

根據(jù)霍金的計(jì)算，在上述4種情況之中，第3種情況出現(xiàn)的概率最大，需要知道的是，負(fù)虛粒子攜帶的是負(fù)能量，因此在黑洞吞噬了負(fù)虛粒子之后，它的能量就減少了。那這些能量到哪里去了呢？當(dāng)然就是被逃逸的正虛粒子帶走了。

根據(jù)相對(duì)論質(zhì)能等價(jià)原理，黑洞損失了能量，就相當(dāng)于黑洞損失了質(zhì)量，這就意味著，在上述的第3種情況發(fā)生之后，黑洞就會(huì)變小。

實(shí)際上，這種機(jī)制就被稱為“霍金輻射”，霍金認(rèn)為，黑洞會(huì)通過“霍金輻射”不斷地“蒸發(fā)”，隨著時(shí)間的流逝，宇宙中所有的黑洞遲早都會(huì)“蒸發(fā)”殆盡，而這也就意味著，那些真正被黑洞吞噬掉的星球物質(zhì)，最終也會(huì)通過“霍金輻射”重新回到宇宙空間之中。

好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們，我們下次再見。