黑洞是会消亡的

2015-12-16作者:(美) 贝克 (Baker,J.) , 著编辑:管志慧

黑洞充斥着整个宇宙空间,它是死去的恒星残骸以及巨大星系(包括我们的银河系)的内核。黑洞是时空中的深井,连光线也无法从中逃脱。对于宇宙中任何一个 漫游者而言,这都是致命的威胁。落人黑洞可没有什么好下场。在你盘旋坠落的过程 中,你的身体将被巨大的引力撕扯成意大利面条似的形状。



黑洞是一种时空坑,深且陡峭,任何靠近的物质都将坠人其中,不能自拔。它是时空板上的洞,是系在篮筐上的篮网,只是你投出的篮球永远也弹不回来。


由于黑洞的引力极强,光速也无法逃逸,黑洞内是没有光线存在的。发生这种事件的边界被称作“事件穹界”。如果你把一个球抛向空 中,球受到地球的引力,到达一定高度后就会下落。你抛掷的速度越 快,球飞得就越高。如果你用的力足够大,那么它将逃脱地球的地心 引力,呼啸着进人太空。地球上的逃逸速度为11千米/秒。火箭离开 地球需要达到这个速率。月球的体积较小,逃逸速度较低(2.4千米/ 秒)。如果行星的体积较大,逃逸速度就会更高。如果行星的质量足够 大,逃逸速度可以达到甚至超过光速(30万千米/秒)。如此一来,即使是光线也无法摆脱该行星的引力束缚。这颗行星便是黑洞。



弯曲的时空黑洞的概念最初由地理学家约翰•米歇尔和数学家皮 埃尔-西蒙•拉普拉斯于18世纪提出。后来,在阿尔伯特•爱因斯坦提 出相对论之后,卡尔•史瓦西计算出了黑洞的外形特征。在爱因斯坦的广义相对论中,空间与时间是相互连接、共同作用的,就像一块巨大的橡胶板。由于物体的质量,引力会使橡胶板发生弯曲。诸如行星这样 较重的物体会在时空中形成凹陷,其引力 相当于你滚人凹陷处时感受到的力。这个力可能会弯曲你的路径,甚至会把你拉人它的轨道。当你在黑洞附近经过时,亦是如此。



撕碎黑洞是致命的。与其说这是因为其强大的引力,不如说是因为黑洞边界过于陡峭,以至于它能够沿着你的 身体形成一个明显的坡度。如此一来,你的头部和脚部将会受到 两种不同的力,将你的身体拉长,就如同把你放在了肢刑架上。再加上 洞中无规则的旋转运动,你将瞬间被拉伸得像口香糖一般一坠人黑洞 也经常被描述为被“意大利细面条化”。



在黑洞附近逃生的一个办法是抵抗住那里出现的强大引力作用。物理学家已经计算出,将一种高质量、高密度的材料环围在你的腰间就足以在你坠人黑洞时保护你。从你腰环中吸出的引力将抵消黑洞引力施加 在你的头部与脚部的拉伸作用。缺点是材料环的体积将十分庞大。根据天文学家理查德•戈特和德博拉•弗里曼的观点,其大小与土星环相仿, 质量堪比小行星,只有这样方能奏效。在坠人黑洞的过程中,它将会与你成为一体;即使如此,它也只是让你多存活一秒,黑洞最终还是会吞噬你的生命。



黑洞之死:令人不可思议的是,由于某种物质持续膨胀,黑洞也有消亡的一天。它们最终会灰飞烟灭。20世纪70年代,史蒂芬•霍金 提出黑洞并不是完全漆黑一片。由于量子效应,黑洞会辐射出粒子。质 量会以这种方式逐渐流失,并且黑洞会因此萎缩,直至消失。黑洞的能量不断创造出成对的粒子以及与之对应的反粒子。如果这一幕发生在事件穹界附近,那么有时候虽然其他粒子都落人到了黑洞中,但还是会有 个别粒子逃逸。在外界看来,黑洞似乎辐射出了粒子,这种现象被称作霍金辐射。辐射出的能量引发了黑洞的缩小。此概念仍然停留在理论阶 段,没有人真正知道黑洞发生了什么。然而,黑洞的存在是相对普遍 的,这个事实表明距其消亡还需要很长一段时间。


内容来源:书问

作者[美]贝克 (Baker,J.)
出版人民邮电出版社
定价32元
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