现代理论是怎样解释黑洞的一生——从黑洞出生到死亡的全过程

丁侦球

黑洞是一种非常奇怪的存在。他们完全没道理，他们从何而来？而当你落入黑洞又会发生什么事？

恒星大部分是由多到不可思议的氢原子聚集，巨量的气体云被自己的引力所吸引而塌陷。在它的核心内，核融合将氢原子组合成氦原子，释放出巨大的能量。这股能量以辐射作为存在，反抗着引力向外推，将两股力间维持在一个微妙的平衡。只要核心持续核融合，恒星就能维持足够的稳定度。但对于那些比我们太阳质量大上许多的恒星，核心内的热能和压力可以使它们合成更重的元素，直到它们合成铁原子。不像先前提到的原子，产生出铁原子的过程并不会产生任何的能量。铁在恒星中央组成到一定程度的量后，辐射能与重力之间的平衡就瓦解了。

核心开始崩塌。在若干分之一秒内，恒星发生自爆，以 1/4 光速移动，持续喂给核心更多的质量。宇宙中所有重元素都是在这特别的时刻被创造的，而后恒星死于这场超新星爆炸。最后可能会产生中子星，或者当恒星质量够大时，整个核心崩塌的质量都落入黑洞。如果你看着黑洞，你真正能看到的是它的事件视界。任何东西越过了事件视界，移动速度必须要比光速快才能逃脱。换句话说，这不可能。

所以我们只看到了一个不会反射任何东西的黑暗球面。但如果事件视界是 "黑" 的部份，那个什么是黑洞中 "洞" 的部份呢？奇点。我们不确定它究竟是怎样。一个奇点可能有着无限大的密度，意味着所有物质集中在一个没有表面也没有体积的点上。或者是个完全不同的状况。目前，我们还不知道，这就像是个分母为零的分数。顺带一提，黑洞不像是吸尘器把东西吸走。如果我们把太阳换成个同等质量的黑洞，对地球并没有什么影响，当然，我们预计会被冷死。

当你落入黑洞时会发生什么事？在黑洞附近经过的时间和平常不太相同。从外面看来，当你接近事件视界时会变慢，所以你流经过的时间较缓慢。到达某点时，你看起来就如时间被冻结了一般，颜色慢慢偏红，然后消失。当你到达观测点时，你可以看到整个宇宙快速前进，类似于看到未来。

现在，我们不清楚接下来会发生什么事，但预测会发生以下两种结果，

一：你死得很痛快。黑洞将时空大幅度地扭曲，一旦你跨过了事件视界，就只剩下唯一一个前进的方向。从字面上看：在事件视界内，你只有一个方向可以走。这就像是个小巷子，当你每走一步后面的路就消失。黑洞的物质非常集中，从某点来看，即使是几公分的差距，在身体的不同部份，也可能承受着数百万倍不同的重力。你的细胞在身体被拉扯时一块一块被撕开，直到你变成一个原子宽的流动电浆。

二：你死得很快。在你越过了事件视界后，你很快地会撞上一道火墙，并在一瞬间被消灭。上述两种情况都不怎么舒服。你会死多快取决于黑洞的质量。小一点的黑洞可能会在你尚未到达事件视界就杀掉你，超大质量的黑洞可能会让你在事件视界内逛个一阵子。从经验来看，你离奇点越远，你就活得越久。

黑洞有着不同的尺寸。有的质量只比太阳大几倍，直径和小行星一样。有的则是超级巨大的黑洞，每个所知的银河系中央都有一个，而且已经被喂食了数十亿年之久。目前，已知的最大黑洞是 S5 0014+81，是太阳质量的 4 百亿倍。直径长达 2367 百亿公里，是太阳到冥王星距离的 47 倍。就算黑洞再怎么强大，它们最终会经由一个叫做 "史蒂芬霍金辐射" 的过程而蒸发。要了解它是怎么运作的，我们必须说明一下宇宙的真空。

真空中并不是真的空无一物，而是充满。当这种状况发生在黑洞边缘时，其中一部分的虚拟粒子会落入黑洞，另一部份将会逃离并变成真的粒子，所以黑洞正在失去能量。这过程起初发生得很慢，当黑洞变得越小时则越来越快。

当它质量减少到如大型小行星一般时，它会发射出有着一般室温的热辐射。当它缩小到一个山脉的大小时，它会散发出同太阳一样的温度的热辐射。而在它生命的最后一秒，黑洞变成辐射蒸发掉了，其中会伴随着数十亿倍核弹爆炸的能量，但这过程非常地缓慢。目前已知最大的黑洞要花上 10^100年才会蒸发。这久到当最后一个黑洞蒸发时，没人可以亲眼见证。远在发生之前宇宙就会变得不适合居住。这还不是故事的结尾，还有更多有关黑洞好玩的事情。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Kurzgesagt – In a Nutshell-星星陨落地球

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原文地址：今日头条