关于黑洞，那些你不知道的事

浏览 576 · 点赞 0 · 评论 0 · 4年前 (2020-06-06)

黑洞是中子星坍塌导致的，所以，如果一个超大质量的黑洞位于星系中心，那么它还可能是由一颗中子星引起的吗？如果是这样的话，一颗中子星有多大才能造成黑洞？

实际上有几种不同的方法来形成黑洞。其中之一是问题中提到的可能性，足够的物质可能堆积在中子星或其他物体上，导致它超过临界质量并崩溃形成黑洞。黑洞也可以在恒星死亡（“超新星”爆炸）时形成，或来自两个或更多物体的轨道交互并最终碰撞（恒星或中子星或黑洞），或来自宇宙生命早期的其他事件。

虽然天文学家提出黑洞是中子星崩溃导致的，但实际上超级大质量黑洞的形成过程仍不清楚。如果一颗中子星大于一定程度，它就不可能存在——它会崩溃形成一个黑洞。但形成黑洞的大小远小于超级大黑洞的大小。不过，超级大黑洞有可能从小黑洞开始，随着时间的推移，其他恒星和气体与黑洞结合在一起使它变大，直到它成为我们现在观察到的巨大黑洞。

有黑洞把自己吸进去的案例吗？这种情况有可能发生吗？

黑洞不能吸收自己，但它可以吸收其他黑洞（以及吸入气体、灰尘和星星）。当一个黑洞吞噬另一个黑洞（或其他任何东西）时，它会变大，这是超级大黑洞的生长方法之一。这些黑洞的质量是我们太阳的数百万倍，而且经常存在于星系中心。此外，黑洞吸收时会在空间中产生“重力波”或涟漪，这些波纹从黑洞中扩散出来，在地球上也可以观察到（原则上讲，足够敏感、足以测量它们的实验才刚刚起步）。

我想知道当某个物体被吸进黑洞时，它会去哪里？白洞又在哪得到物质？黑洞和白洞有关系吗？

任何在黑洞事件视界上消失的物质都会使黑洞变得更大。在事件视界内，物质可能会一直向黑洞中心下落。当它到达中心时会发生什么，我们真的不知道。几年前，人们认为到达黑洞中心的物质可能会从另一个“白洞”抛出，在宇宙的其他地方再次出现。但目前没有发现白洞的证据，白洞可能并不存在。

白洞是否存在？

黑洞的引力是如此之强，以至于任何靠近它的东西都无法逃脱。“事件视界”是指能够到达黑洞并逃脱的最近位置（但是当你接近事件视界时会很难逃脱）。如果你到达事件视界或穿过它，你无法逃脱——即使是光速也不行（这是已知的最高速度）。由于没有什么能从事件视界上逃脱，所以我们看不到究竟发生了什么。如果你运气不好，掉进了一个很大的黑洞，你可能会在没有太多麻烦的情况下漂过事件视界（虽然这是不可能回去的），你会发现自己正落在中心的“奇点”上。当你接近奇点时，强大的引力会试图像意大利面一样把你伸展开，当你到达奇点时，你会被压扁。

不幸的是，我们所知道的物理定律在奇点处不起作用（当一切都被挤压到一个点时）。有许多研究正试图研究新的重力理论，以解释奇点处的现象。然而，如果黑洞在旋转，事情可能不会那么糟。有一种理论认为，旋转的黑洞中心可能有一个“爱因斯坦-罗森”桥（有点像隧道），连接了黑洞的中心与另一个宇宙中“白洞”的中心。因此，如果你有一艘非常强大的宇宙飞船，可能会从一个黑洞进入，并从另一个宇宙的白洞中出现。“白洞”是黑洞的对立面，没有“事件视界”，所以你可以看到中心的奇点，看到我们的物理理论无法解释的东西。如果白洞确实存在，那么应该很容易被发现，但它们从未被看到过。所以大多数物理学家认为白洞是不存在的，落入黑洞的东西在奇点处被挤压，使得黑洞变得更大。

如果两个黑洞或中子星彼此靠近，会发生什么？

如果两个黑洞的轨道交互（也许是因为它们的祖星相互旋转），那么它们就可以逐渐以螺旋旋转的方式逐渐靠近，直到合并。原因与广义相对论有关。在广义相对论中，我们把时空想象成没有质量的平坦橡胶片。如果其中加入一个物体，那么时空就会扭曲。就像你在橡胶片中间放入保龄球，橡胶片就会凹陷一样。现在想象一下，你附近有两个保龄球，彼此盘旋。它们会在这张纸上产生涟漪，带走能量，保龄球会变得更近，直到它们撞击在一起。

结果是什么？是一个单一的大黑洞！黑洞可以合并，但永远不能分裂。目前有研究和计划将寻找涟漪在时空中的迹象。虽然涟漪非常微小，但可能是可检测的。