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黑洞吞噬一切靠近的物体，这些物体最终都到哪里去了？

发布者：客至天涯 2023-7-21 22:18

黑洞，相信大家都听说过，是宇宙中最诡异的天体，具有极强的引力，能吞噬一切靠近的物体。

不过黑洞并不像它的名字那样，并不是“黑色的洞”，它仍旧是一个天体，只不过黑洞本身不发光也不反光，所以人们不能直接观测到黑洞的存在，给人的感觉就是“漆黑一片”。

我们通常所说的黑洞指的是恒星类黑洞，顾名思义，是大质量恒星死亡之后无限向内坍缩形成的天体。

严格来讲，黑洞是没有大小的，黑洞其实就是体积无限小的奇点。我们通常所说的黑洞大小指的是黑洞事件视界的大小，是以黑洞奇点为圆心，奇点到事件视界为半径，也就是所谓的“史瓦西半径”为半径组成的球体。

通过长期观测，天文学家们终于在2019年拍摄到了黑洞首张照片，从而也证实了爱因斯坦广义相对论对黑洞的预测。

黑洞的事件视界，也是时空的分界线，任何物体一旦越过事件视界，就会有去无回，彻底被黑洞吞噬。可以这么通俗理解，黑洞的逃逸速度超过光速，以光速飞行恰好可以不被黑洞吞噬，但也逃不出黑洞的引力，正好沿着事件视界边缘围绕黑洞运行。而任何物体的速度无法达到光速，所以一旦有物体越过事件视界，就会被黑洞吞噬。

那么，被黑洞吞噬的物体到底哪里去了呢？坠入黑洞中心的奇点，成为黑洞的一部分？但是黑洞本身也会通过霍金辐射慢慢蒸发，最终蒸发完毕彻底消失。

什么是霍金辐射呢？

根据量子力学，真空中会随机衍生出正反虚粒子对，然后瞬间湮灭消失，整个过程时间非常短，所以并不违反大自然法则，量子涨落可以一直上演。

黑洞周围通常也是真空状态，所以会随机衍生出正反虚粒子对，大部分虚粒子对都会随机衍生然后瞬间消失。不过在某个偶然情况下，正反虚粒子对中的其中一个越过黑洞的事件视界，被黑洞吞噬，另外一个虚粒子找不到自己的同伴，就逃逸到太空中了。

而这个过程就是“霍金辐射”，黑洞正是通过霍金辐射不断蒸发能量的，因为逃逸到太空的虚粒子其实也是能量。

霍金辐射的过程非常慢，最大的黑洞通过霍金辐射蒸发完毕需要10的1000次方年，无法想象的漫长。但不管多漫长，时间会改变一切，黑洞终究会蒸发完毕，彻底消失。

黑洞消失，问题就来了：被黑洞吞噬的物体哪里去了？按照经典力学诠释，物体可以消失，但信息永存，信息绝不会无缘无故消失。比如说一张纸，点燃之后变为灰烬，看起来纸张消失了，但纸张的信息仍旧存在。理论上只要能把纸张燃烧产生的气体，辐射的能量，水分，还有留下的灰烬全部收集起来，按照一定方式进行组合，就能复原这张纸，虽然实际上不可能做到，但理论上是可行的。

但黑洞的消失确实暗示了连信息本身也消失了，这种矛盾也被称为“黑洞信息悖论”。对于如何解决黑洞信息悖论科学家们提出了几种观点。

第一，在黑洞蒸发之后，信息确实被破坏了，但并没有消失，只是转化为了黑洞蒸发之后的某些新的规律，只是目前人类还不知道这种新的规律到底是什么。

第二，被黑洞吞噬的物体信息没有消失，而是转化为了能量，信息以能量的方式呈现出来。实际上，这种观点代表的是量子物理，强调的是任何物体的存在形式都可以相互转换，永远不会消失。

第三，有些科学家提出了更激进的解决方法，认为被黑洞吞噬的物体没有消失，也没有成为黑洞的一部分，而是进入了另一个世界，另一个宇宙。

这种观点强调的核心在于，黑洞是通向平行宇宙的通道，甚至提出黑洞与虫洞白洞是有机的整体，被黑洞吞噬的物体经过虫洞之后，到达白洞，最终到达另一个宇宙，完全不为我们所知的宇宙。

当然，平行宇宙的概念更多的还是体现在科幻层面，严格来讲并不属于科学范畴，也很难通过实验加以验证。

在面对黑洞的时候，科学家们都会很尴尬，因为人们已知的物理定律在黑洞面前全部失效。量子力学和相对论是现代物理学大厦的两大基石，但无论是量子力学还是相对论对于黑洞都无能为力。

这也是为什么黑洞会显得如此诡异，因为我们无法诠释它的本质。但换一种思维方式，无法诠释黑洞也并非都是坏事，因为这意味着黑洞本身一定暗藏着更高级的物理定律，而这也是科学家们努力探索的方向！

很多科学家坚信，黑洞甚至暗藏着宇宙的本质，这也是为什么科学家们对黑洞如此执着的主要原因！

黑洞宇宙物理相对论 2019未来科学大奖

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