北京時(shí)間 11 月 10 日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在宇宙中，卻是沒(méi)有什么比黑洞更可怕了。
黑洞，是宇宙中一處引力極其強(qiáng)大的區(qū)域，任何物質(zhì)都無(wú)法從中逃離。最近，黑洞這個(gè)話(huà)題也時(shí)常見(jiàn)諸報(bào)端。2020 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)一半授予羅杰 · 彭羅斯，獲獎(jiǎng)原因是他的數(shù)學(xué)工作證明黑洞是愛(ài)因斯坦引力論的不可避免結(jié)果。安德里亞 · 格茲和萊茵哈德 · 亨澤爾共享了另一半諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由是他們發(fā)現(xiàn)銀河系的中心是一個(gè)巨大的黑洞。
黑洞尤其可怕的理由有三。如果你掉入一個(gè)恒星死亡時(shí)形成的黑洞，你將會(huì)被撕碎;同樣地，所有星系中心的超大質(zhì)量黑洞仿佛永遠(yuǎn)都是饑腸轆轆;以及，物理定律在黑洞內(nèi)不再適用。
克里斯 · 英佩究黑洞已有 30 多年，尤其專(zhuān)注研究潛伏在星系中心的超大質(zhì)量黑洞。大多數(shù)情況下，這些黑洞處于非活動(dòng)狀態(tài)。但是，一旦活躍起來(lái)，它們會(huì)吞噬恒星和云氣，靠近黑洞的區(qū)域會(huì)比該區(qū)域所在的整個(gè)星系都更加耀眼。有活躍黑洞的星系，我們稱(chēng)之為類(lèi)星體。盡管過(guò)去數(shù)十年我們已經(jīng)掌握了大量有關(guān)黑洞的信息，但仍有許多謎團(tuán)等待我們?nèi)ソ鉀Q。
死于黑洞
一顆大質(zhì)量恒星死亡時(shí)，可能會(huì)形成黑洞。恒星的核燃料用盡之后，其核心塌縮成為密度極大的物質(zhì)，是原子核密度的一百倍還多。在如此大的密度之下，質(zhì)子、中子和電子不再是離散的粒子。由于黑洞漆黑一片，所以我們只能在黑洞繞一顆正常恒星運(yùn)行時(shí)，才能找到它。正常恒星的特性可以讓天文學(xué)家推測(cè)出該恒星的黑暗伴星——黑洞的特性。第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的黑洞是天鵝座 X-1，也是天鵝座星座中最明亮的 X 射線(xiàn)源。
黑洞是物質(zhì)的墳?zāi)?任何物質(zhì)，甚至是光，都無(wú)法逃離黑洞。任何人掉入黑洞，等待他的命運(yùn)將是一段非常痛苦的 “意大利面條化”過(guò)程。這是斯蒂芬 · 霍金在《時(shí)間簡(jiǎn)史》中提出的一個(gè)有趣比喻。在意大利面條化過(guò)程中，黑洞的巨大引力會(huì)把你拉得很長(zhǎng)，把你的骨骼、肌肉、筋骨乃至分子一個(gè)個(gè)分開(kāi)。但丁的詩(shī)歌《神曲》中刻在地獄之門(mén)上的文字——“入此門(mén)者了斷希望”，非常生動(dòng)地描繪了這個(gè)過(guò)程。
每個(gè)星系中的饑餓怪物
在過(guò)去 30 年中，人們借助哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到，所有星系的中心都有一個(gè)黑洞。星系越大，黑洞也越大。
大自然知道如何制造出質(zhì)量天差地別的黑洞，從數(shù)倍于太陽(yáng)質(zhì)量的恒星殘骸到幾百億倍太陽(yáng)質(zhì)量的怪物等等。這之間的差距，好比一只蘋(píng)果和吉薩金字塔之間的差距一樣。
就在去年，天文學(xué)家發(fā)布了有史以來(lái)第一張黑洞照片和其事件視界。這是位于 M87 橢圓星系中心的一個(gè)質(zhì)量為 70 億太陽(yáng)質(zhì)量的巨獸。
它比我們銀河系中心的黑洞還大一千倍。這些黑洞大多數(shù)時(shí)候都是漆黑一片，但是當(dāng)它們的引力吸引附近的恒星和云氣時(shí)，它們會(huì)爆發(fā)出劇烈的活動(dòng)并釋放大量輻射。大質(zhì)量黑洞的危險(xiǎn)性存在于兩方面。首先，如果你靠得太近，巨大的引力會(huì)將你吸入黑洞。其次，如果它們正處于活躍的類(lèi)星體階段，你可能會(huì)被高能量輻射烤焦。
類(lèi)星體有多明亮?想象一下，夜晚，你盤(pán)旋在洛杉磯這樣的大城市上空。汽車(chē)、房屋和街道的燈光就是星系中的恒星。以此類(lèi)推，活躍狀態(tài)的黑洞就好比洛杉磯市中心一個(gè)直徑 1 英寸的光源，卻照亮整座城市。類(lèi)星體是宇宙中最耀眼的天體。
奇怪的超大質(zhì)量黑洞
迄今為止，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的最大黑洞的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的 400 億倍，或者說(shuō)是太陽(yáng)系直徑的 20 倍。太陽(yáng)系外行星的軌道周期是 250 年，而這個(gè)超大質(zhì)量天體卻可以每三個(gè)月旋轉(zhuǎn)一周。它的外邊緣的移動(dòng)速度是光速的一半。和所有黑洞一樣，超大黑洞也隱藏在事件視界背后，讓人無(wú)從知曉其真面目。而黑洞的中心則是一個(gè)奇點(diǎn)，即密度無(wú)限大的一個(gè)點(diǎn)。我們無(wú)法了解黑洞的內(nèi)部，因?yàn)槲锢矶稍谶@里不再適用。時(shí)間在事件視界處凍結(jié)，引力在奇點(diǎn)處變得無(wú)限大。
但有一個(gè)好消息是，如果你掉入一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，你可能有幸存活下來(lái)。和小一點(diǎn)的黑洞相比，雖然它們的引力更強(qiáng)，但張力卻弱一些，所以不會(huì)要了你的命。壞消息是，事件視界猶如深淵的邊緣。一旦進(jìn)入了事件視界之后，再想出來(lái)絕無(wú)可能。所以，你掉入其中之后，即便沒(méi)有死，也逃不出來(lái)，更不用說(shuō)向別人講述自己的經(jīng)歷。
根據(jù)斯蒂芬 · 霍金的說(shuō)法，黑洞正在緩慢地消失。在宇宙的遙遠(yuǎn)未來(lái)，所有恒星都死去之后，所有星系在加速的宇宙膨脹作用下越來(lái)越分散之后，黑洞將是宇宙中最后留存的天體。
最大的黑洞可能需要很長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)消失。而這個(gè)很長(zhǎng)時(shí)間，接近永恒。換言之就是，宇宙中最可怕的天體近乎永恒存在。
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