近日,，關(guān)于黑洞似乎又有了一些新的進(jìn)展,。據(jù)英國《每日郵報(bào)》報(bào)道,，天文學(xué)家最新觀測(cè)顯示，鄰近星系中的兩個(gè)黑洞以超越“埃丁頓極限”的速度吞噬伴星,。在這個(gè)過程中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)龐大的黑洞以四分之一光速的速度將物質(zhì)排擠至周圍空間,，像打飽嗝一樣釋放出去,。
自從現(xiàn)代廣義相對(duì)論誕生以來，黑洞便被科學(xué)家深深癡迷,，從愛因斯坦到霍金,，天體物理學(xué)家一直試圖揭開它的神秘外紗，即使已經(jīng)有多種探測(cè)設(shè)備被應(yīng)用于黑洞的探測(cè),，但人類對(duì)于這個(gè)未曾謀面的天體仍有許多未解之處,。秘密一：黑洞里有什么？
黑洞的產(chǎn)生過程類似于中子星的產(chǎn)生過程：恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮,，發(fā)生強(qiáng)力爆炸,。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過程立即停止，被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球,。但在黑洞情況下,，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過程無休止地進(jìn)行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì),。由于高密度而產(chǎn)生的力量,，使得任何靠近黑洞邊界的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去，就連光都無法逃離,。黑洞邊界充滿了能量,，邊界的量子效應(yīng)產(chǎn)生了熾熱粒子流，并向周圍的宇宙空間輻射開來,，這就是所謂的“霍金輻射”,，這是以著名物理學(xué)家史蒂芬.霍金名字命名的。在足夠長的時(shí)間內(nèi),，黑洞將輻射消耗完自身的全部質(zhì)量,，并隨之消失。
“簡單來說,，黑洞就是引力引起的坍縮,。”青年科幻作家、全球華語科幻星云獎(jiǎng)得主江波向記者解釋道：“我們的物質(zhì)是由電磁力支撐的,，引力大到一定程度,，連電磁力都抵抗不住了，物質(zhì)就坍縮,，極端的情況就是黑洞,。”
由于人們無法直接觀察到黑洞，物理學(xué)家只能對(duì)它內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出各種猜想,。天體物理學(xué)家認(rèn)為,，黑洞中并不是空空如也，而是充滿了大量的物質(zhì),，不管物質(zhì)的來源如何,，它都會(huì)被推擠到一個(gè)密度無限大的點(diǎn)上。這個(gè)點(diǎn)便叫做“奇點(diǎn)”,。事實(shí)上,，奇點(diǎn)的體積無限小、密度卻無限大,。奇點(diǎn)周圍有一塊黑暗區(qū)域,，也就是黑洞的尺寸，是由它所產(chǎn)生的引力大小來衡量的,。離黑洞很遠(yuǎn)的時(shí)候,，光可以像往常那樣自由穿梭，照亮它途經(jīng)的天空,。而靠近黑洞后,，引力變得越來越大，最終，即使跑的像光那樣快也無法逃離黑洞的引力,。這就是為什么奇點(diǎn)四周有一塊黑暗區(qū)域的原因,。那個(gè)由于引力巨大以至光線也無法逃脫的邊界，我們叫它“視界”,。天體物理學(xué)家表示：“要知道黑洞里面是什么,，我們需要有什么東西從視界里出來，并讓我們用望遠(yuǎn)鏡看到,。對(duì)天文學(xué)家來說,，要找到這樣一個(gè)東西，最簡單的就是光,，不過黑洞連光都逃不出,，因而我們無法獲得任何信息。”秘密二：掉進(jìn)黑洞會(huì)怎樣,？
黑洞自身所帶有的許多神秘色彩令人猜測(cè),，如果人掉入黑洞，究竟是會(huì)被立即撕成碎片,，還是會(huì)安然無恙毫發(fā)無損？
沒人知道答案,。不過,，江波認(rèn)為，也許掉入黑洞并不一定意味著死亡,，你的命運(yùn)或許會(huì)變得比你想象中的更加神奇,、怪異，因?yàn)樵谝粋€(gè)場(chǎng)景里你已化為灰燼,，而在另一個(gè)場(chǎng)景里,，你還好好地活著。
為什么能出現(xiàn)這樣的情況,，是理論物理學(xué)發(fā)展到現(xiàn)在的一個(gè)無法解釋的悖論,。江波假設(shè)了一個(gè)例子，你有一個(gè)名字叫小萍的同伴,。當(dāng)你在掉入黑洞時(shí),，她正處于安全的范圍，而且親眼目睹你掉入黑洞的恐怖的一幕,。
當(dāng)你向黑洞的邊界不斷加速掉落時(shí),，因?yàn)橐Φ奶荻茸兓螅∑紩?huì)看到你首先被潮汐力拉長成一根意大利面,，然后變成一團(tuán)虛無,。此外，當(dāng)你距離黑洞邊界點(diǎn)越近，你前進(jìn)的速度看起來就會(huì)變得越來越慢,，在小萍眼中,，你就像凝固住了一樣，靜止在那里,，沒有任何動(dòng)作,，身體沿著邊界不斷拉伸，并被熾熱的火焰所吞噬,。
然而,，換成你自身的角度來回顧整個(gè)過程，上述神奇的事情并沒有發(fā)生,。當(dāng)你向黑洞不斷加速前進(jìn)時(shí),，你沒有任何碰撞或不安的感覺，當(dāng)然沒有拉伸,、變慢的變化和可怕的烈火炙烤,。那是因?yàn)槟阏幱谧杂陕潴w運(yùn)動(dòng)過程中，你沒有感受到任何重力,。
從小萍的角度來看,，因?yàn)榱孔游锢韺W(xué)的核心宗旨是信息永遠(yuǎn)不能丟失。任何一點(diǎn)點(diǎn)能夠描述你存在的信息必須要留在黑洞邊界之外,，否則物理學(xué)定律將會(huì)失效,。而從置身黑洞之中的你來說，沒有遇到熾熱粒子流或任何非正常事物也是事實(shí),。否則,，你將違背了愛因斯坦論證的廣義相對(duì)論。
因此,，物理學(xué)定律讓我們得到一個(gè)似乎非?；闹嚨慕Y(jié)論。物理學(xué)家將這種矛盾的結(jié)論稱為“黑洞信息悖論”,，即人掉入黑洞必須同時(shí)具備兩種狀態(tài),，即黑洞外的一堆灰燼和黑洞內(nèi)的活生生的人。
幸運(yùn)的是,，美國物理學(xué)家李?yuàn)W納特.蘇士侃于1990年找到了解決這一悖論的方法,。他認(rèn)為，這一悖論并不存在,，因?yàn)闆]有任何人看到過自己的克隆版本,。小萍只看到了那個(gè)化為灰燼的你，你也只看到了存活的自己,，你和小萍永遠(yuǎn)無法將這兩個(gè)“你”進(jìn)行對(duì)比,，也沒有第三者同時(shí)看到黑洞內(nèi)外的你,。因此，沒有任何物理學(xué)定律會(huì)被打破,。除非你要求必須弄清楚哪個(gè)故事是真實(shí)的,，你究竟是活著還是死的。
江波表示,，黑洞告訴我們一個(gè)重要的秘密,，那就是沒有所謂的“真實(shí)”。“真實(shí)”取決于你在問誰,，既有小萍認(rèn)為的“真實(shí)”,，也有你認(rèn)為的“真實(shí)”。
秘密三：黑洞能通往另一個(gè)世界嗎,？
黑洞能夠扭曲空間,，從而使原本相距很遠(yuǎn)的兩點(diǎn)之間的距離大大縮短。就像如果你在紙上畫一條線,，線就會(huì)跟著紙張的形狀走,，當(dāng)你彎折這張紙時(shí)，線的長度是保持不變的,。但如果你把這張紙戳通,，線的兩端之間的距離就會(huì)縮小很多。
在科幻小說中,，黑洞往往被描寫成通往另一個(gè)世界的大門,，它可以將人們帶到宇宙中遙遠(yuǎn)的角落，或帶人前往一個(gè)全新的宇宙,。1994年，史蒂芬.巴克斯特所著科幻小說《環(huán)》中有過這樣描寫,，因?yàn)榭臻g中的任何物體都有旋轉(zhuǎn)的傾向,，如果奇點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)速度夠快的話，它就不是一個(gè)點(diǎn),，而會(huì)形成一個(gè)環(huán)狀,，環(huán)狀奇點(diǎn)就成為通往其他宇宙的大門。因此,，黑洞可能就是蟲洞,，是一個(gè)連接不同時(shí)空的大門。
芝加哥洛約拉大學(xué)的物理學(xué)副教授羅伯特.麥克尼斯說,，環(huán)狀奇點(diǎn)是通往新世界的大門這一概念要想下定論還為時(shí)過早,。因?yàn)椋瑳]人知道環(huán)狀奇點(diǎn)是如何出現(xiàn)的,。而且,，只要當(dāng)人們?cè)噲D解決黑洞―――蟲洞中的數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí),，就總會(huì)遇到難以使這道“大門”保持穩(wěn)定的問題。“和現(xiàn)實(shí)中的建筑相比,，它們實(shí)在太不穩(wěn)定了”,。
另一個(gè)問題是，如果黑洞真的是通往其他宇宙的門戶的話,，我們應(yīng)當(dāng)能觀察到從黑洞中憑空出現(xiàn)的物體,，但目前還沒有人觀察到過這一現(xiàn)象。畢竟,，就算只是意外事件,，也總會(huì)有東西從其他宇宙中穿過來的。
江波所贊同的看法是,，哪怕宇宙有起點(diǎn),，宇宙之外仍舊有物理現(xiàn)實(shí)，只是我們局限于自己的時(shí)空屬性不可探究,。所以,，對(duì)于科學(xué)而言，黑洞是否能帶我們通往另一個(gè)世界超越了驗(yàn)證的東西,，只能當(dāng)作假設(shè)來看待,。超大質(zhì)量黑洞如何形成？
早在1783年,，當(dāng)時(shí)的天文學(xué)家就開始探討黑洞存在的可能性,，到1916年，科學(xué)家們利用愛因斯坦的廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)了黑洞的存在,。
天文學(xué)家們提出了兩種黑洞的模型：一種是“中等質(zhì)量黑洞”,，這種黑洞的質(zhì)量大約只是太陽的若干倍；另一種是“超大質(zhì)量黑洞”,，其質(zhì)量可達(dá)到太陽質(zhì)量的數(shù)十億倍,，相當(dāng)于整個(gè)銀河系里所有恒星質(zhì)量的總和。
人們已經(jīng)知道,，中等質(zhì)量黑洞是由死去的恒星塌陷而形成,，而超大質(zhì)量黑洞的形成原因，卻仍然是一個(gè)謎,。目前最流行的一個(gè)理論指出,，超大質(zhì)量黑洞的形成與宇宙中第一代恒星有關(guān)，然而,，最近的對(duì)早期宇宙模擬實(shí)驗(yàn)表明,，就算是宇宙中的第一代恒星，其質(zhì)量也僅僅相當(dāng)于太陽的數(shù)倍,，這對(duì)超大質(zhì)量黑洞的形成來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,。
有另外的相關(guān)理論提出這樣的假設(shè)：超大質(zhì)量黑洞形成于質(zhì)量高達(dá)太陽100萬倍的恒星,，這些恒星的形成過程不到200萬年。也有另一種模型指出,，超大質(zhì)量黑洞誕生于銀河系中心密集的恒星簇,，這些恒星質(zhì)量為太陽的數(shù)千倍，它們相互融合,，并最終塌陷形成了黑洞,。
令科學(xué)家感到奇怪的是，近來的研究表明,，早在宇宙形成不到10億年的時(shí)間里,，超大質(zhì)量黑洞就已經(jīng)存在了。對(duì)于這些黑洞為何會(huì)在宇宙歷史中的這么早的時(shí)期就形成,，科學(xué)家們難以給出一個(gè)合理的解釋,。（據(jù)人民網(wǎng)）