思客问答
用好奇心探索世界
黑洞揭开了神秘面纱和我们见面了!

这是人类史上首张黑洞照片
它和你之前想象的样子一样吗?
它的颜值还符合你的预期吗?
黑洞
是宇宙中最神秘、最不可言说的代名词
长久以来
关于黑洞有种种大胆的猜想
也是宇宙众多未解之谜中的终极大BOSS
为了能让你们更好地了解黑洞
本期《思客问答》
来说说那些关于黑洞的“谜”


黑洞中心的那个奇点是什么?到底有多大?
在很多科普读物中,“奇点”往往被描述成黑洞的引力效应中心点,具体而言是一个神秘而又奇特的密度无穷大、温度无穷高、体积无穷小的点。在这里,时间和空间无限折叠和弯曲,它具有巨大的引力,一切进入黑洞的物质都将塌缩到这个点上,连光都无法逃逸。具体的情景,可以根据下图脑补一下。

那黑洞的奇点有多大呢?黑洞奇点的大小,目前没有明确的定论。根据质量大小不同,它拥有大小不同的引力。
比如,一个黑洞,它的引力可以使周围100公里的光无法逃逸,另一个质量更大的黑洞,则可以使周围5000公里的光无法逃逸。这样,在我们的观察中,前者就是一个半径100公里的黑球,而后者是半径5000公里的黑球。这,就是我们看到的大小。
其实按照科学家们的研究,奇点本身实际上也是一个推测的概念,我们无法证明它真的存在,或许奇点根本不存在。

磁场环绕黑洞

被黑洞吸走的东西都到哪里去了?
黑洞的奇点具有“强中强”的引力,根据科学家对它的了解,它可以吞食任何事物,无论是恒星亦或是小行星。

▲看!黑洞正在吞食恒星(假想图)
那些被黑洞吞噬的天体都去哪了呢?是一直积存在黑洞的底部还是出去了呢?

有人猜想,被黑洞吸走的东西,全都被压缩到奇点,在接近奇点的过程中物体会慢慢被拉长,这也叫做“面条化”,等无限接近奇点的时候物质就消失了。这样一来,黑洞如果没有将吸收的物质释放出来,它的面积就会一直增大。
也有人猜想,黑洞可能通过虫洞与白洞相连,从黑洞这边进入的物质,会从白洞那里被放出去。(当然相比黑洞,白洞是一种虚无缥缈的存在,科学家尚未发现任何白洞的证据。)

▲大家好,我是白洞(示意图,目前白洞还仅是一种理论模型,还未被证实)
在上世纪七十年代,英国著名物理学家霍金将广义相对论与量子力学结合起来,提出了黑洞并不黑,也并不是“只进不出”等观点。

这其中提出了一个理论,即“霍金辐射”,黑洞不会一直长大,会通过自身的引力场向外界辐射能量,其代价就是消耗自身质量。而且,黑洞具有温度,通常小质量的黑洞温度很高,蒸发得更快。而大质量黑洞温度低,蒸发慢,所以会存在很久很久的时间。

对于“白洞论”,霍金也提出了个人的见解,认为黑洞可能会自行的转变为白洞,当黑洞质量不断缩小时,温度升高,反而会加剧其蒸发,这样的黑洞看起来就像是一个不断向外界辐射能量的白洞了。
霍金的看法给我们的猜想提供了论证和研究方向。其实对于这个问题,连天文物理学家们也一直在好奇,以我们目前的科学水平想要深入地了解黑洞,真的是太难了,但是我们对它了解得越少,想象、猜想也就越多。

听说掉入黑洞后可以看见未来,是真的吗?
黑洞是一种恐怖的存在,但是还有一种说法,在人掉进黑洞后,会发生一件奇妙的事情——能看见未来,这是真的吗?
这个想法现在还没有得到证实,因为没有人进入了黑洞还能安全地活着出来,也还没有一样东西能够在黑洞里发生效果,能够让我们知道黑洞内部的情况,就是说,目前没有机器也没有人,能够解答进入黑洞后所发生的一切事情。
虽然猜想并不能证实,但光想想一个人从黑洞出来,沧海桑田的感觉便是一阵感叹。

(图片来源于网络)
比如《星际穿越》中,当父亲在回到地球上时,地球的时间上早已过去将近一百年,所以当年只有10岁的女儿已成百岁老人。
试着想想,如果你能进入黑洞,但你的世界因为时间扭曲沧海桑田,你会选择去看看吗?
人都是有好奇心的,就是因为有了好奇心才让科技发展得如此之快。今晚,人类史上首张黑洞照片就要新鲜“出炉”了,未来还会有更多的探索等你去发现。

▲英国视觉装置:假如你掉入黑洞
我们对于黑洞的恐惧和未知
就像蚂蚁看到漩涡一样
都怕被卷进去
又都在想
卷进去另一头是什么?
所以
此刻,你在想什么?
(编辑:孙惠 文字资料来源于:科普中国、知乎)