被黑洞吞噬的星球，最终都去哪里了？

黑洞的引力极为强悍，以至于它们可以吞噬宇宙中已知的任何物质，就算是体积庞大的星球，只要进入了黑洞的“势力范围”，同样也无法逃脱被吞噬的命运，那么被黑洞吞噬的星球，最终都去哪里了呢？下面我们就来聊一下这个话题。

我们知道，引力的大小与距离的平方是反比例关系，因此当一个引力源作用于一个物体时，该物体不同部分受到的引力就各不相同，这样就会形成一个引力差，从而对物体产生撕扯的效果，这种效果也被称为“潮汐力”。

黑洞吞噬星球，并不是想象中的那样一口就吞掉，而是有一个过程。由于黑洞产生的“潮汐力”非常大，因此星球首先会被撕扯成碎片，然后这些碎片会陆陆续续被黑洞吸引过去。

在绝大多数情况下，被黑洞吞噬的星球的运动方向都不会径直地指向黑洞，所以星球被撕裂后产生的碎片通常都会一边围绕着黑洞旋转，一边向黑洞接近。

在这个过程中由于角动量守恒，这些碎片距离黑洞越近，其围绕黑洞旋转的速度就越快，与此同时，物质的密集程度也就越高，当达到一定程度的时候，大量的物质就会在黑洞附近形成一个围绕着黑洞高速旋转的盘状结构，这也被称为“吸积盘”。

在“吸积盘”中的物质，早已被黑洞产生的“潮汐力”撕裂成原子甚至亚原子状态，由于它们的速度各不相同，因此这些高速运动的物质之间就会因为剧烈的碰撞和摩擦而释放出极高的能量，进而产生大量的电磁辐射，正因为如此，我们才可以间接地观测到黑洞。

与此同时，“吸积盘”中的部分物质也可能因此获得足以摆脱黑洞引力场的能量，在磁场的约束下，这些物质会从黑洞的两极高速喷出，形成壮观的黑洞喷流。

看到这里肯定有人会问了，不是说任何物质都无法逃离黑洞吗？其实这是可以解释的。

黑洞不是洞，而是一个封闭的时空，在三维空间中，黑洞可以看成是一个球体，其中心位置有一个密度无限大、体积无限小的“奇点”（Singularity），而球体的表面和半径则分别称为“事件视界”（Event horizon）和“史瓦西半径”（Schwarzschild radius）。

从理论上来讲，任何进入了“事件视界”的物质就再也无法逃逸，而黑洞的“吸积盘”其实是位于“事件视界”之外的，所以在能量足够高的情况下，其中的物质就可以摆脱黑洞引力的束缚。

在过去的日子里，黑洞喷流这种现象已经被多次观测到，这也说明了，在星球被黑洞吞噬的过程中，有一部分物质确实没有真正地进入到黑洞内部。

当然了，星球的另一部分物质的确是被黑洞吞噬了，根据广义相对论，物质一旦进入了“事件视界”，就会不可避免地坠入位于黑洞中心位置的“奇点”，从此成为黑洞的一部分。那这是否就是这些物质最终的归宿呢？对此，著名物理学家霍金给出了否定的答案。

根据量子力学，真空并不是想象中的那样空无一物，而是存在着一种被称为“量子涨落”的现象，这种现象简单来讲就是，真空中会不停地产生正负虚粒子，它们总是会成对地产生，然后在极短的时间之内湮灭。

霍金据此推测出，当虚粒子对出现在黑洞的“事件视界”边缘的时候，有可能出现4种情况：1、虚粒子对正常湮灭；2、两个虚粒子同时被黑洞吞噬；3、负虚粒子被黑洞吞噬，正虚粒子逃逸；4、正虚粒子被黑洞吞噬，负虚粒子逃逸。

根据霍金的计算，在上述4种情况之中，第3种情况出现的概率最大，需要知道的是，负虚粒子携带的是负能量，因此在黑洞吞噬了负虚粒子之后，它的能量就减少了。那这些能量到哪里去了呢？当然就是被逃逸的正虚粒子带走了。

根据相对论质能等价原理，黑洞损失了能量，就相当于黑洞损失了质量，这就意味着，在上述的第3种情况发生之后，黑洞就会变小。

实际上，这种机制就被称为“霍金辐射”，霍金认为，黑洞会通过“霍金辐射”不断地“蒸发”，随着时间的流逝，宇宙中所有的黑洞迟早都会“蒸发”殆尽，而这也就意味着，那些真正被黑洞吞噬掉的星球物质，最终也会通过“霍金辐射”重新回到宇宙空间之中。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。