人掉進可怕的黑洞後:人掉進黑洞會怎麼樣,黑洞裡面是什麼

人掉進可怕的黑洞後:人掉進黑洞會怎麼樣,黑洞裡面是什麼

在科幻小說中，黑洞就像是通往另一個世界的大門，將你帶到宇宙中遙遠的角落，或帶你前往一個全新的宇宙。但現實也許比這要複雜得多。如果你不是科幻小說中的角色，掉進黑洞可不是什麼好主意。

不過，掉進黑洞的人也許也有一線轉圜之機，要麼回到自己原本的世界中去，要麼前往一個全新的世界。這是因為黑洞能夠扭曲空間，從而使原本相距很遠的兩點之間的距離大大縮短。

人們常用一張紙來打比方。如果你在紙上畫一條線，線就會跟著紙張的形狀走，當你彎折這張紙時，線的長度是保持不變的。但如果你把這張紙戳通，線的兩端之間的距離就會縮小很多。要想理解這一點，你需要先明白愛因斯坦的相對論是如何運用到引力上的。

逃脫黑洞的魔爪

你需要明白，黑洞中並不是空空如也，而是充滿了大量的物質，它們全被塞進了一個極小的空間裡，這個空間便叫做“奇點”。事實上，奇點的體積無限小、密度卻無限大。(科學家對此有一些爭議，但都差不到哪兒去)。

某樣物質越是靠近黑洞，逃脫速度(即需要逃脫黑洞引力所需的速度)也就越大。當距離近到某個程度，逃脫速度便會比光速還大，即每秒鐘299792公里。而與此相比，地球表面的逃脫速度僅為每小時40270公里。

既然沒有東西的速度能超過光速，這也就意味著沒有東西能逃脫黑洞的魔爪。但這裡有一個漏洞：黑洞並不會像吸塵器或浴缸出水口一樣，把周圍的所有東西都吸進來。只有在黑洞的事件邊界之內，它才有著如此大的力量，將這個範圍內的所有東西盡數吸進去。隨著黑洞吸收的東西越來越多，事件邊界的半徑也會變得越來越大。也許我們可以把黑洞想象成一個球，東西能穿過它的表面、進入黑洞內部，但反過來就不行。

黑洞裡面究竟有些什麼東西？這是天文物理學最大的謎團之一。要知道，大多數科學家都把黑洞看做一個奇點。不管物質的來源如何，它都會被推擠到一個密度無限大的點上。如果你掉到了黑洞裡，通常的描述是：你首先會被潮汐力拉長成一根義大利麵，然後變成一團虛無。組成你的物質則將進一步增大黑洞的事件邊界半徑。

最終，你會以霍金輻射的形式被釋放出來。物理學家史蒂芬?霍金的計算顯示，黑洞會向外發射光子。黑洞的質量也會在這一過程中逐漸減小，因為根據愛因斯坦著名的E=mc2公式，能量和質量是等價的。黑洞逐漸都會蒸發掉，但你得等上很久很久，才能等到那一天的到來。

一個和太陽質量相仿的黑洞(從宇宙的標準來看，這是一個很小的黑洞了)，需要1087年才能完全蒸發，爆發出大量的伽馬射線。而宇宙的年齡僅有140億年，即1.4*109年。黑洞究竟要多久才能完全蒸發，科學界對此一直爭論不休，因為霍金輻射中無法保留任何掉入黑洞的物質的原始資訊。但有一點是可以確定的：以輻射的方式從黑洞中釋放出來也不是什麼好事。

黑洞會變成蟲洞嗎？

不過，要想從黑洞中逃出來，也許還有一種更好的方法：引力會使空間發生彎曲。(想象一位相撲手在墊子上打滾，用自己的體重在墊子上壓出一個坑)。任何物體都會在自身附近產生一個“重力井”，越靠近物體中心，這個井就越深。例如，行星也有重力井，隨著你靠近行星的中心，重力井的曲線便會趨於平緩。按照上述“墊子”的比喻，任何正常的物體都有一個深度有限的重力井，就像墊子上的一個坑。

但黑洞可不是什麼“正常的物體”，這對於掉進去的人來說或許反而是一件好事。黑洞內部空間的曲率會越來越大，等你到達奇點時，曲率就變成了無限大。黑洞不像一個坑，而是一個洞，你越靠近中心，洞的四壁就變得越陡峭，最後接近於垂直，因此黑洞內部的空間形狀就像是一個被無限拉長的洞。

黑洞的神祕之處也正在這裡。科學家們用愛因斯坦的相對論來描述空間的扭曲，但愛因斯坦的理論在奇點處卻行不通。奇點的體積非常之小，按理來說應該能出現量子力學效應。但人們卻無法將量子力學理論與引力結合在一起、好弄清奇點究竟是什麼模樣。

更奇怪的是，黑洞並不是靜態的。空間中的任何物體都有旋轉的傾向。這就意味著，如果奇點的旋轉速度夠快的話，它就不是一個點，而會形成一個環狀。環狀奇點可能就是通往其它宇宙的大門(史蒂芬巴克斯特(1994年所著科幻小說《環》(Ring)中有過相關描寫)。因此，黑洞可能就是蟲洞，是一個連線不同時空的大門。

這個想法十分具有啟發性。因為如果奇點是點狀的話，不管你採取怎樣的前進方式，奇點永遠代表著你的未來；但環狀奇點則不同，由於環狀奇點能夠彎曲和扭曲時空，你化作虛無的地方並不一定是你的未來。

不過，環狀奇點是通往新世界的大門這一概念要想下定論還為時過早。首先，沒人知道環狀奇點是如何出現的。其次，只要當人們試圖解決黑洞-蟲洞中的數學運算時，就總會遇到難以使這道”大門“保持穩定的問題。“和現實中的建築相比，它們實在太不穩定了。”芝加哥洛約拉大學的物理學副教授羅伯特?麥克尼斯(Robert McNees)說道。此前由其他理論學家開展的研究工作顯示，利用“奇異物質(即質量為負的物質)”似乎是製造蟲洞的唯一方法，但具體原理目前還不清楚。

這也帶來了一個根本性的問題：雖然大多數科學家認為黑洞可以變成蟲洞，但“如果沒有量子引力理論，這樣的問題很難得到確切的答案。”麥克尼斯說道。

另一個問題是，如果黑洞真的是通往其它宇宙的門戶的話，我們應當能觀察到從黑洞中憑空出現的物體，但目前還沒有人觀察到過這一現象。畢竟，就算只是意外事件，也總會有東西從其它宇宙中穿過來的。有一些理論甚至提出，黑洞會在其它宇宙中引發“宇宙大爆炸”，但這一觀點目前還備受爭議。

此外，黑洞也許是通往其它世界的門戶，這難免讓人們想到時間旅行。因為根據相對論，“現在”這個概念是無法在宇宙的每一處都適用的。從宇宙中的A處到B處的“瞬間轉移”也會牽涉到時間旅行，你到達的時間點可能會先於離開的時間點。霍金指出，既然目前還沒人遇到過時間旅行者，說明時間旅行在我們的宇宙中不太可能發生，也就是說，黑洞能夠產生蟲洞的這一說法可能並不成立。

綜上所述，黑洞可能會引領我們前往另一個世界，但它們也很有可能做不到這一點。