网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

被黑洞吞噬掉的东西最终都去哪儿了?

0
分享至

黑洞是宇宙中的顶级天体,一切通吃,任何天体物质遇到黑洞,都只有被吞噬的命运。那么问题来了,黑洞吃进去的这些天体物质,都到哪儿去了呢?

根据黑洞理论,黑洞是物质被压缩到极致的产物,理论上就是任何物质被压缩进自己的史瓦西半径内,就会成为黑洞。严格地说,黑洞由奇点和史瓦西半径组成,所有物质都会落入核心那个体积无限小、曲率无限大、密度无限高、温度无限高地奇点上。

被黑洞吃掉的物质,都会坠落到奇点的深渊,而所谓史瓦西半径只是奇点无限曲率控制的一个球型空间,这个空间围绕着奇点。史瓦西半径大小计算遵循公式:Rs=2GM/c^2。这里的Rs表示史瓦西半径,G为引力常数,M为黑洞质量,c为光速。

根据这个公式计算,如果太阳变成黑洞,其史瓦西半径约为3公里,地球变成黑洞,史瓦西半径约为9毫米。也就是说,奇点是黑洞核心那个没有体积的时空边界,史瓦西半径大小与奇点质量成正比。



黑洞吞噬掉的东西都进入了奇点,我们能观测到的只是围绕着奇点形成的一个无限引力场,即史瓦西半径。这个半径的边际被称为事件视界,所有事件视界外的物质能被看见,一旦进入事件视界以内,就无法看见。奇点质量越大,事件视界就会越大。

就像人吃多了就会长胖,黑洞吃掉的东西也长了身体了,会越来越大。但黑洞吞噬天体物质,并非照单全收一口吃掉,甚至也不是只吃不吐,黑洞吃喝拉撒的过程,可以从以下几个方面来理解:

在被拽入黑洞之前,物质在“门口”会被拆解分流

黑洞吞噬物质,不是像吸尘器那样一口气吞光一切,也不会让物质安安静静地坠入,而是通过自身强大引力作用,将天体物质撕扯拆解,嚼烂加热,并把一部分在“入口”前以光子的方式抛回宇宙,一部分被黑洞吃掉。

被引力撕碎的气体通常来自伴星或星际介质。这些物质带有角动量,无法直直坠入,而是绕黑洞事件视界高速旋转,被压扁成吸积盘。盘内缘物质以接近光速绕行,气层摩擦把气体加热到数百万甚至上亿度,发出强烈X射线。这正是人们能够观察到黑洞的原因。

科学观测到的众多X射线双星与活动星系核,正是“吞噬进行时”的现场。物质在尚未越过边界时,引力势能已经将其约百分之十左右,以光的形式喷射返回宇宙空间。这种引力势能是通过吸积进行的能量转换,其效率远高于氢核聚变,这也是类星体能亮过整个星系的原因。



由此形成壮观的喷流,成因就是在黑洞自转与磁场的共同绞纽下,一部分盘内物质沿自转轴被加速到接近光速,喷射到数千光年之外。事件视界望远镜(EHT)拍摄的M87黑洞照片,是人类看到的首张黑洞照片,2025年9月,EHT又发布了该黑洞偏振随时间变化的新图像,并首次在数据中发现连接黑洞“亮环”与喷流根部的延伸辐射,为“喷流的脚就长在视界附近”提供了迄今最直观的观测证据。

不幸被吸进视界的物质,就成为了“黑洞本身”

没能被抛出的物质一旦跨过事件视界便永无归途,所有原有信息及细节,如成分、温度、形状都被统统被抹平,被吞掉的原子不再以原子的形式存在,而是化作黑洞质量与视界面积的一分增量。由此,黑洞对外只剩质量、自转和电荷三个数字,这就是“黑洞无毛定理”。

1971年,著名物理学家霍金证明了面积定理,即视界总面积只能增加不能减少,双黑洞并合后的面积必定大于两者之和。2021年研究者借助首个GW150914引力波事件,对该定理做了初步验证;2025年1月,LIGO捕捉到迄今最清晰的双黑洞并合信号GW250114,更精确地验证了面积定理,2026年又从中识别出携带残余黑洞视界运动特征的“直接引力波”。

物质越过视界后,个体的存在被兑换成黑洞的成长,而引力波让我们第一次“听”到了这次兑换。



黑洞蒸发与信息的悬案

一直以来,黑洞被认为是宇宙物质的终极坟墓。但霍金的计算给出否定答案:量子效应会让视界附近持续向外泄漏热辐射,即霍金辐射。也就是说,辐射的能量只能取自黑洞自身,黑洞在“吃”的同时也在缓慢地“漏”,只要不再进食,终有一天蒸发殆尽。

根据理论计算,黑洞质量越大,蒸发越慢。一颗黑洞蒸恒星级黑洞发殆尽,约需10的67次方年;超大质量黑洞则要10的90次方年以上。这就揭示了,被吞物质的最终的宿命,是先成为黑洞,再重新以光与粒子方式逃逸出来。

不过,这个时间太久远了,远远超过一些研究提出的宇宙消亡年限。至今,霍金辐射还停留在理论阶段,尚未被观测证实。由于霍金辐射极其微弱,远比现有望远镜能触及的一切背景都要暗弱,物理学家们只能在实验室的“人工视界”中观测类比现象。

与霍金辐射相伴的是著名信息悖论悬案。这个理论认为,若霍金辐射真是纯粹的热辐射,原来掉进黑洞的物质信息就将随蒸发永久消失,这与量子力学信息守恒的要求冲突。如今多数物理学家倾向于信息不会丢失,认为信息会被“涂抹”在视界表面保存,再通过辐射极缓慢地释放。

黑洞或许不是信息的坟墓,而是宇宙中最致密、也最吝啬的档案馆。但信息究竟如何逃逸,仍是物理学最前沿的开放问题。



目前,科学界对黑洞的研究还在继续,还有许多悬而未决的问题等待解开。解开黑洞奥秘,或许就会让人类认识到宇宙更深层次规律,由此推动人类文明大大提升,让我们期待。

时空通讯原创文章,欢迎讨论,感谢阅读。

主要观测与文献依据

[1] EHT合作组:M87黑洞偏振时变新图像与喷流根部延伸辐射,《天文学与天体物理学》,2025年9月。

[2] LVK合作组:最清晰双黑洞并合信号GW250114与霍金面积定理的观测检验,2025年9月。

[3] 利用GW250114识别残余黑洞视界的“直接引力波”,《自然·天文学》,2026年6月。

[4] 魏茨曼科学研究所:光纤模拟视界中的霍金辐射过程,《自然》,2026年7月。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
上海女子和男友吵架,从12楼抛电饭锅;面对民警询问,她死不承认,看到监控后态度转变“好像是想起来了”……

上海女子和男友吵架,从12楼抛电饭锅;面对民警询问,她死不承认,看到监控后态度转变“好像是想起来了”……

环球网资讯
2026-10-21 21:32:05
1980年,邓小平说:毛主席的错误,要毫不含糊地批评,但要实事求是

1980年,邓小平说:毛主席的错误,要毫不含糊地批评,但要实事求是

帝哥说史
2026-10-11 16:14:43
陈宇昕旭日旗风波再升级:不是寒门逆袭,一年学费就劝退普通人,这家人到底什么来头?

陈宇昕旭日旗风波再升级:不是寒门逆袭,一年学费就劝退普通人,这家人到底什么来头?

小徐讲八卦
2026-10-21 11:54:01
3个数据出来,俄罗斯情况有些不妙!

3个数据出来,俄罗斯情况有些不妙!

种花岛
2026-10-22 09:43:04
中国女篮最惨球队出炉!29比201惨败172分:全场90次失误被断72次

中国女篮最惨球队出炉!29比201惨败172分:全场90次失误被断72次

篮球快餐车
2026-10-22 06:41:59
办公室的八卦能有多炸裂?网友:怪不得杀猪盘能骗这么多人,做白日梦的人太多

办公室的八卦能有多炸裂?网友:怪不得杀猪盘能骗这么多人,做白日梦的人太多

解读热点事件
2026-10-02 00:05:16
金价崩了!品牌金饰一克跌160元,水贝挤爆

金价崩了!品牌金饰一克跌160元,水贝挤爆

趣味萌宠的日常
2026-10-22 05:54:30
太离谱了!婚期将近,男方亲戚两次致电让未过门的女生前去帮忙,男友就在身边没阻拦,女生选择推迟订婚

太离谱了!婚期将近,男方亲戚两次致电让未过门的女生前去帮忙,男友就在身边没阻拦,女生选择推迟订婚

火山詩话
2026-10-18 08:15:10
22岁天才2射1传闪耀欧冠!英超9.3亿豪门1-4崩盘 各项赛事7场不胜

22岁天才2射1传闪耀欧冠!英超9.3亿豪门1-4崩盘 各项赛事7场不胜

狍子歪解体坛
2026-10-22 02:45:15
17分钟12中6砍23分,东契奇半场压哨三分给新秀上了一课

17分钟12中6砍23分,东契奇半场压哨三分给新秀上了一课

绿茵狂热者
2026-10-22 11:28:22
重磅!美国 "收割" 中国 AI 天才真相曝光:我们该研究 DeepSeek 还是 DeepDrink?

重磅!美国 "收割" 中国 AI 天才真相曝光:我们该研究 DeepSeek 还是 DeepDrink?

步论天下事
2026-10-21 10:57:50
中移互联网有限公司原党委书记洪小勤被开除党籍

中移互联网有限公司原党委书记洪小勤被开除党籍

界面新闻
2026-10-22 11:01:27
演员唐禹哲被判刑

演员唐禹哲被判刑

三衢
2026-10-21 14:43:02
上世纪90年代,上海公交有个不成文的规定,喊一声“场里的”就能免费乘车

上世纪90年代,上海公交有个不成文的规定,喊一声“场里的”就能免费乘车

言过于诚
2026-10-21 23:58:14
江西省农业厅副厅长曹爱珍:仅5年从教师晋升副县长,耀眼明星终落马

江西省农业厅副厅长曹爱珍:仅5年从教师晋升副县长,耀眼明星终落马

十为先生
2026-09-11 14:18:51
2026年10月22日,全国各大银行最新存款利率

2026年10月22日,全国各大银行最新存款利率

星辰宇的不羁
2026-10-22 09:54:01
儿子高调官宣恋情仅1天,刘丹的态度表现,没给杨幂留一丝颜面

儿子高调官宣恋情仅1天,刘丹的态度表现,没给杨幂留一丝颜面

娱圈办事处
2026-10-20 21:05:11
知名经济学家:居民不花钱,其实是因为已经进入了极限状态

知名经济学家:居民不花钱,其实是因为已经进入了极限状态

午夜搭车a
2026-10-22 01:32:16
47岁手外科名医病逝,带癌坐诊三年直到生命最后一刻

47岁手外科名医病逝,带癌坐诊三年直到生命最后一刻

王二哥老搞笑
2026-10-21 11:33:51
担心暴力事件持续,部署反恐士兵增援,法国政府承认应对骚乱不力

担心暴力事件持续,部署反恐士兵增援,法国政府承认应对骚乱不力

环球网资讯
2026-10-22 07:33:38
2026-10-22 11:48:49
时空通讯 incentive-icons
时空通讯
探索世界 与您同行
1035文章数 4302关注度
往期回顾 全部

头条要闻

公司称被拖欠工程款数百万元 中建一局:安排专人跟进

头条要闻

公司称被拖欠工程款数百万元 中建一局:安排专人跟进

体育要闻

热闹的NBA回来了,他却倒在新赛季大门口

娱乐要闻

杜淳王灿近况曝光:铁婚六年甜上热搜

财经要闻

为卖房,有房企花20万拍短剧

科技要闻

腾讯云谷歌紧急行动!互联网安全出大事

汽车要闻

有七座/续航提升 领克900L曝光还可选双色车身+大饼轮毂

态度原创

本地
时尚
手机
健康
公开课

本地新闻

一场垂直登高赛跑出了"山城"的真正内核

中年男人,开始抢着打针回春

手机要闻

荣耀WIN2手机发布:WIN电竞宇宙进一步扩展,国补到手价4999元起

痘痘能根治吗?皮肤科医生说实话

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版