宇宙中的黑洞吞噬的星球,都去哪里了?

2018-03-22

对这个问题有一个简短的回答和一个稍加修正的回答。简短的回答是:物质进入黑洞,就出不来了,它们没有消失,只是你再也看不见它们了。稍加修正的回答是:进入黑洞的物质还是有可能以另一种方式出来,也就是说黑洞不是完全黑的。

先来解释这个简短的回答。

按照广义相对论,黑洞是这样一种天体:它们的质量如此之大,引力如此之强,以至于连光都无法逃脱,其他速度低于光速的物质就更出不去了。因此,在外面是无法看见黑洞的,这就是它为什么被命名为黑洞。你只能依靠黑洞产生的间接效应来判断某个地方有个黑洞,例如黑洞的吸积盘以及垂直于吸积盘喷射出的粒子流,或者两个黑洞合并产生的引力波。

黑洞的吸积盘

更加精细一点说,一个黑洞把空间分成了两部分:一部分是黑洞内部,在这里面的物质永远不会跑到黑洞外面去;另一部分是黑洞外部,也就是我们所在的部分。这两部分的界限,叫做“视界”。你可以根据物理规律推测视界内部的事情,但你没办法直接看到。

一个星球或者任何物质,如果从视界外部进入内部,在这过程中由于巨大的引力,很可能会被撕碎。这些物质并没有消失,只是进入视界之后你就看不见它了。你仍然可以通过它的引力效应,意识到它的存在。

再来解释一下稍加修正的回答。

以上是根据广义相对论对黑洞的基本描述,按照这种描述,黑洞是只进不出,绝对的黑。但是,霍金指出,考虑到量子力学(跟广义相对论并列的另一个基础物理理论)的效应,黑洞就有可能发射出粒子来,这叫做“霍金辐射”。因此,黑洞不是绝对黑的!

所以,进入黑洞的物质也可能会出来。不过出来的只是质量,具体的形式可能早就变了,例如吸进去一个质子,出来一个电子。

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