要了解黑洞,我們首先要了解太陽的生命週期。
太陽的美麗之處在於它的一致性:就像每天傍晚落下,明天早上就會升起一樣,太陽每一天都會以同樣的強度發光。作為一個巨大的核聚變反應堆,太陽已經存在了數十億年,並將繼續閃耀約50億年。
但好的東西都會有盡頭。最終,太陽最後的氫氣會被用完,它的外層會向外推進,整個太陽會發熱、膨脹,然後再次收縮。垂死的太陽會經歷這樣的迴圈,直到脫落所有的外層,留下所謂的白矮星,一種太陽核心的密集殘餘物, 換句話換說,太陽當前質量的一半將被裝進一個地球大小的物體中。
恆星越大,這個死亡過程就越戲劇化。但如果這個故事的開頭是一顆更大的恆星,比如說,比我們太陽的質量大20倍或更大的恆星,它仍然會隨著燃料的耗盡而縮小,而且縮小的過程永遠不會停止。這麼大質量的引力只會繼續坍縮,直到它達到一種無法理解的狀態,無限的密度擠在一個無限小的空間裡。
這就是黑洞。
黑洞有的是如恆星一般大小,有的是超大質量,理論上還應該存在有迷你黑洞。
每一個黑洞的質量都和它坍塌前的質量一樣(減去任何脫落到太空中的物質),所以它們中一定存在有什麼東西。
尤其是巨大的黑洞,會把它們遇到的恆星和氣體抽成真空。當這些物質順著黑洞旋轉時,它就會加熱併發射出大量的X射線和無線電波。
根據這些物體的模式,天文學家可以確定它們所圍繞的黑洞的大小。美國已故物理學家約翰·惠勒將這一過程描述為類似於站在一個光線不足的舞廳裡,男舞者完全穿著黑色衣服,但他們的女舞伴卻穿著白色衣服。你只能看清女舞者的樣子,但你可以透過女舞者的動作判斷男舞者在哪裡。
我們無法瞭解黑洞的任何情況,超過了所謂的事件視界。這是黑洞周圍的邊界,一旦你越過它,你就再也回不來了,因為黑洞的引力非常強。如果你真的穿越了它,你的經歷將與那些監視你的人見到的截然不同。當飛船向事件視界地平線下降時,追蹤你的外人會看到你越來越近,然後你似乎停了下來。你的影像之光不會被吸進黑洞,但它也無法逃脫黑洞引力的作用,它將繼續留在那裡,懸浮在太空中,與黑洞的黑暗相抗衡。
不過,作為飛入黑洞的人,你會更快地經歷事件。黑洞的特殊之處,並不在於它的質量無比巨大,而在於它的質量被裝在如此微小的空間裡,一個單點,所以它的引力效應更加強烈。
在地球上,由於你的腳比你的頭稍稍靠近地心,所以從技術上講,你的腳上正經歷著無限大的引力。但你的頭和腳之間的距離相對於到地心的距離來說是如此之小,以至於你感覺不到這種影響。
黑洞是一個更集中的引力來源,更不用說比地球更龐大了。當你越來越接近黑洞的中心時,你會開始被拉伸。當然,這種情況不能持續太久,因為你會開始分裂,先是變成上半身和下半身,然後變成四個,再變成八個,以此類推。同時,時空本身也被匯入黑洞,這意味著你被從兩邊擠壓,像牙膏一樣。其實這更像是牙膏最後飛濺出來的樣子,這就是你進入黑洞的感覺。這種同時進行的拉伸和擠壓有一個專業術語:麵條化。
之後會怎樣,科學家們還沒研究清楚,因為我們沒有辦法看清裡面的情況。
黑洞名字中的 "黑 "是指在洞的引力強度下,沒有任何光線逸出,在沒有光線的地方,我們無法看到發生了什麼。
可以肯定的是,我們所知道的物理定律在黑洞裡面不再成立。也許空間只是在那裡結束,故事就結束了。
但是,根據已知的能量守恆物理定律,物質應該是不滅的,所以這似乎不對。雖然有一個無限的密度擠在一個小小的空間裡,但你的殘餘物,甚至是你的原子碎片,也有可能存活下來。
另一種推想,很少有人相信,但卻很難反駁,那就是在黑洞中,你的存在會以某種瘋狂的方式結束於一場粒子雨。
看來,無論一個物體進入黑洞的最終命運如何,它都會違反量子力學或廣義相對論的定律,物理學家們很不願意捨棄其中任何一條。
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