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光进入黑洞之后消失了吗?

虽然我们已经获得了第一张的黑洞照片,但由于事件视界的阻隔,在黑洞外面的我们无法观测到落入黑洞中的光和物质会有怎样的结果。不过,通过爱因斯坦的广义相对论,我们可以对黑洞内部进行合理推测,毕竟,广义相对论成功预言过黑洞的存在。

理论上,黑洞没有实体,黑洞表面或者说事件视界之内是空的空间,最中心则是一个包含黑洞所有质量的奇点。一旦光跨过事件视界进入黑洞内部,它们将会沿着弯曲的空间去往黑洞的奇点,其能量将会为黑洞增加质量。如果在黑洞内部有一个光源,那么,光源发出的光最终都会沿着弯曲的空间落入奇点中,不可能逃出事件视界。

因此,黑洞本身是完全黑的,没有光被发射出来,我们就无法观测到黑洞。除非黑洞正在吞噬气体云,环绕黑洞运动的物质会形成一个发光的吸积盘,从而可以使黑洞的阴影显示出来,史上首张真实的黑洞照片就是这样拍摄到的。M87*超大质量黑洞的吸积盘跨度可达0.39光年,即3.7万亿公里,或者相当于日地距离的2.5万倍,即便它远在5400万光年之外,我们在地球上仍然能通过射电望远镜拍摄到其中的黑洞阴影。

另外,光进入黑洞这个问题还会牵扯到黑洞信息悖论。光会携带信息,当它们进入黑洞中之后,信息会发生什么变化呢?

根据量子力学,所有的过程在时间上都能反演,所以进入黑洞之后的信息也应该能够被保存。而根据霍金辐射,黑洞本身会不断失去质量,最终消失在宇宙中。黑洞的霍金辐射是随机的,这会导致黑洞丢失了所包含的信息,从而与量子物理学存在矛盾。

由于我们无法知道黑洞内部的情况,目前无法解决黑洞信息悖论。可能的解释有几种,一种是信息真的完全丢失掉;另一种是信息从黑洞内部逃逸到其他平行宇宙中;还有一种是霍金辐射可能并非完全随机,如果在黑洞中丢入一本百科全书,我们有可能会在霍金辐射中重建这本书。想要解决这个悖论,还需进一步研究黑洞,并且还要在量子引力理论中取得突破。

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