宇宙中有大大小小的漩渦,黑洞是一個特殊極端、最厲害無底洞的旋渦。
宇宙就像一個大水庫,在這個大水庫裡有許多許多的魚蝦螃蟹貝殼之類的物質,每一個最小的物質,都會對這個水庫的水造成擾動,都會形成大大小小的漩渦。
愛因斯坦廣義相對論時空彎曲理論所描述的就是這樣的。
他認為,任何有品質的物體,都會對時空造成擾動,這個擾動就是在自己周圍形成某種漩渦或者陷阱的狀態,當物體雙方靠近時,就會被這些漩渦陷阱所捕獲,表現出來的就像是相互吸引,這就是萬有引力的根源。
理論上,一個原子、一個分子都有引力。
但引力是很弱的力,在這個世界已經發現的四種基本力裡,是最弱小的力,因此小的物體引力很弱小,很難感覺出來。
到了大的天體,這種引力效應就明顯起來。
在地球導致的時空漩渦中,地球上的一切都被牢牢釘在地上,要想飛起來,就必須有相應的速度和推力;在太陽導致的時空漩渦中,太陽系八大行星以及所有天體,都在漩渦中打轉。
小天體要想脫離大天體導致的時空漩渦,就必須有更快的線速度,這就是各種天體的逃逸速度。比如地球,一直在太陽巨大的時空漩渦裡打轉,時刻有掉入漩渦深處、也就是掉到太陽裡的趨勢,只有拼命的逃命,企圖逃離這個旋渦。
但地球逃離的線速度只有每秒30千米,速度不夠,太陽引力就把本來直線勻速運動的地球軌跡拉彎曲了,實際上是圍繞著旋渦的曲線在執行。
地球這個速度只能是環繞速度,既逃不出太陽引力,也不會被太陽拉到自己身上。
地球要逃離太陽漩渦,需要達到每秒42公里的線速度,這就是地球軌道的逃逸速度。
宇宙中天體之間就是這樣的“漩渦”關係。
有人用繃緊的床單做過一個實驗,把床單比喻為時空,在上面放上一些品質大小不等的球體,品質大的球體就會在床單上壓出較深的凹坑,品質小的球就壓出較淺的凹坑。
但小品質球滾過大品質球的凹坑附近時,如果速度快就會沿著坑邊滾過去,逃向遠方;如果速度慢,就會掉入坑底;如果速度不快不慢就會沿著坑邊轉圈。
這就形象的演示了品質對時空導致的漩渦,以及環繞和逃逸漩渦的速度關係。
因此,並非黑洞是一個漩渦,如果時空是水,我們就可以看到所有天體身邊大大小小的旋渦。但黑洞這個旋渦又是一個極端的漩渦,是有去無回的漩渦。
這個旋渦有點像球體在床單上壓了一個洞,或者墜入了無底的深淵,這樣掉落到這個陷阱的物體就會有去無回。
這是因為黑洞是物體在極端壓力作用下,無限壓縮,縮進了自己的史瓦西半徑裡,物體就會無限的向中心墜落,而中心只有一個似有似無的奇點。
這個奇點體積無限小、曲率無限大、熱度無限高、密度無限大,已經不是我們世界能夠了解和解釋的東西了,被認為是一個超時空不同維度的世界。
因此有人認為黑洞是聯絡不同世界的一個通道,雖然只是猜測,但也不無道理。
不過這個聯絡對“活著”的人沒有任何意義,因為一旦被吸入黑洞的任何物體,原來的身份資訊都不復存在,連一個粒子也不會留下,只有品質、角動量、電荷還能夠測量。
任何物體都有自己的史瓦西半徑,其計算公式為:R=2GM/C²
R為史瓦西半徑;G為引力常量,取值6.67x10^-11N·m²/kg²;M為物體品質;C為光速。
這是1916年德國物理學家、天文學家卡爾·史瓦西得出的一個愛因斯坦引力場精確解。根據這個公式,太陽的史瓦西半徑約3000米,地球史瓦西半徑約9毫米,月球史瓦西半徑約0.1毫米,喜馬拉雅山這樣大的天體史瓦西半徑約1奈米(百萬分之一毫米)。
任何物體被壓縮排自己品質的史瓦西半徑裡,都會變成一個無底洞,也就是黑洞。
但要變成黑洞需要極端巨大的壓力,太陽這樣大的天體無法做到,需要比太陽品質大30倍的天體,才有可能在演化後期發生超新星大爆炸後,剩餘核心壓縮成一個品質約太陽幾倍的黑洞。
所以,黑洞雖然也是宇宙中一個漩渦,但是一個深不見底的漩渦,連光也被吞噬得無影無蹤。