黑洞在很多人心目中是一个奇怪的天体,任何天体一遇到黑洞就必死无疑,逃不脱被其吞噬的命运。但是黑洞中又是空空如也,中心一个没有体积的奇点,那么这些被吃掉的物质都哪去了呢?下面我们就来讨论一下。
最简单的说法就是消化掉了呗。
任何被黑洞吞噬的物质,都会被其巨大的引力场拉长压碎,成为一堆基本的“玩意”,无可奈何的落入奇点那个深渊,深不见底,却无限小,到另一个世界去了。
之所以说成为一堆基本的“玩意”,是因为我不知道怎么称呼落入黑洞的东西,奇点是个超时空的玩意,落入其中的东西已经不是我们认知的物质。
按照霍金的说法,落入黑洞我们原先所认识的物质,全部归零为一种最简单的东西,这些东西对前身物质的形状或成分都没有任何记忆,也就是过去的信息完全消失。
我们这个世界只能知道这个黑洞具有质量、角动量、电荷,其余一概不知。因此黑洞里的“玩意”是一些化繁为简,只有几个基本物理量的“玩意”。这就是“黑洞无毛定理”,是霍金、科特尔等人在1973年经过严格数理证明的一个理论。
这个“黑洞无毛定理”证明了所有的黑洞,无论是什么黑洞,其最终信息给以外界的信息仅由几个物理量,即质量、角动量、电荷,因此什么“毛”都没有。
上面所说的是进入黑洞视界(史瓦西半径)的物质,都最终落入那个无限小的奇点中,而奇点已经是个超时空玩意,不在我们世界管辖之内,所以所有的科学理论都在那里失效了,没有人知道里面是什么东西。
现在量子力学认为那里面是量子真空(假真空),是充满着海森堡不确定性原理的量子涨落。
被黑洞吞噬的物质在进入黑洞视界之前,是可见的,而且由于巨大引力拉扯会激发出物质的Y射线和X射线等辐射,所以在一些黑洞图片上可以看到黑洞视界边沿的亮光。人们也正是从这个方面来确定黑洞视界大小,从而得到这个黑洞的质量;还可以通过黑洞引力效应测算出黑洞相应质量。
但任何物质一旦进入了黑洞视界,就再也不会出来,连光也不例外。
根据海森堡不确定性原理,在宇宙“真空”中会瞬间凭空产生一对正反虚粒子,又瞬间消失,不违反能量守恒。霍金据此提出了“霍金辐射”,认为在黑洞外产生的虚粒子对,有可能一个被黑洞吸进去了,而另一个会逃逸掉。
这样那个逃逸掉的粒子获得了能量,这个能量就是吸收了一部分黑洞能量,因此黑洞的质量会渐渐变小,最终消失。这个猜想就被命名为“霍金辐射”,又叫“黑洞辐射”、“黑洞蒸发”。
但这似乎只适用极其微小的黑洞,比如大爆炸初期的原初黑洞或者人造黑洞,这种黑洞还没有一个质子大小,瞬间就会被蒸发。但宇宙中现在的黑洞都是恒星死亡的残骸,至少都有2、3个太阳质量,而且黑洞吞噬太空物质的速度远远大于蒸发量。
即使光蒸发不吞噬,经计算,一个太阳质量的黑洞,那种粒子级蒸发也要到天荒地老宇宙毁灭,黑洞还是黑洞。
迄今为止,黑洞辐射并没有得到宇宙观测证据。
所以说来说去,进入黑洞的东西都被黑洞消化了,成了超时空奇点内的东西,这些东西是只有角动量、电荷和质量的“玩意”,到底是什么“玩意”现在还是公说公有理,婆说婆有理,扯不清。
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