黑洞吞噬的东西去哪了,被黑洞吞噬了的物质去了哪里被释放到另一个宇宙中去了吗

如果在太阳底下放一块冰,不出十分钟就化为水,再过一会竟然连水都不见了。小朋友出于好奇,会问家长,冰块到哪去了黑洞吞噬的东西去哪了?

在自然界中,不存在无中生有,也不会由有化无。否则的话,相对于无限长的过去和未来,自然界就会有消失的一天。这对于抽象的外在客观世界来说,是完全不可能的。因此,变化的只是物体存在的形式。之所以某物体消失,那也仅只是由显性的形式转变为隐匿的形式。

由于我们的宇宙是自然界的一部分,其是一个具体的物体。而且,宇宙并非是刚性的物质。因此,根据“凡是具体的都是有限的”这一认识原则,宇宙必定是由不可再分的最小粒子构成的。因为,构成宇宙的基石,既不能是无限可分的粒子,也不会是有结构的粒子。前者等于无,后者则并不基本。

热能是粒子的无规运动,其是能量的一种。因此,能量的本质是关于粒子运动能力的度量。由于连续的能量会导致紫外灾变,即所有的光线都成为了x射线,所以一定存在着不可再分的最小粒子。于是,对该粒子运动能力的度量,就成为能量的最小单元,从而使能量具有不连续性,消除了紫外灾变。

这就是为什么,普朗克在其黑体辐射公式中引入一个量纲为粒子角动量的物理常数h,从而避免了辐射无限大的原因。因为,该常数是最小粒子的本征参量,其意味着该最小粒子是实体粒子,具有一定的质量和体积。于是,根据最小粒子的不可再分的特性,我们就称之为量子。

因此,在宇宙中的所有物体,可以划分为两大类。其一是离散的量子,具有隐匿的特性;其二是由量子的运动所形成的封闭体系,具有显性的特征。基态量子构成量子空间,激发态量子成为光子,它们都属于能量的范畴;而被封闭的量子,根据封闭的层次,分别构成了基本粒子、原子和分子等,属于物质的范畴。

通常的天体都是由物质构成的。小质量的天体如地球是由分子构成的。之后,随着质量的增大,天体的密度和引力势能亦会增大,使构成天体的物质层次越来越基本。例如,普通的恒星如太阳是由原子组成的,白矮星和中子星则是由基本粒子构成的。

所谓黑洞,就是其密度非常大的天体,其逃逸速度超过了光速。这意味着,该天体不再对外辐射能量。因此,在黑洞中,即便是基本粒子也因量子空间的挤压而解体,还原为离散的量子。这就好比气球被挤爆了,只剩下离散的气体分子。

因此,黑洞与其他天体不同,其不再是由物质构成的天体。黑洞是一个能量球,是能量的耗散结构。其与基本粒子属于同一个层次的量子封闭体系。这种天体,严重地违反了熵增原则,因而是极不稳定的。黑洞是天体演化的终结。

然而,为什么黑洞还会存在呢?维持黑洞的方法有两种,其一是吞噬物质,补充能量;其二是根据隧道效应,对外释放高能量子即辐射x射线。当然,这种做法会恶性循环,吸收的能量越多,黑洞具有高能量子的比例就越大,从而加速了能量的流失。因此,一旦吸收的能量少于辐射的能量,就会使黑洞逐渐变白,直至最终解体,由量子的封闭体系还原为离散的量子。

总之,天体演化的本质是量子存在形式的改变,由封闭的状态逐步转化为离散的状态。就作为宇宙基石的量子而言,其不存在消失的问题,因而也不会进入另一个世界。因为,宇宙是一个由量子构成的封闭系统,在其解体之前是一个相对独立的物体。

对这个问题的回答,依赖于你用什么理论,所以黑洞的概念在科学史上走过了一段否定之否定的历程。

黑洞吞噬的东西去哪了,被黑洞吞噬了的物质去了哪里被释放到另一个宇宙中去了吗

最初,人们根本想不到有黑洞这样的东西。后来,人们认为存在一种完全“黑”的东西,只进不出,把它命名为黑洞。再后来,人们又发现黑洞不是完全黑的,也有可能从中跑出物质来。既然不那么黑,还叫做黑洞吗?嘿,这就是认识的深化过程。

具体解释一下。

牛顿力学里,光不会受到引力的影响,所以不可能存在“连光都跑不出去”的天体。

爱因斯坦提出广义相对论后,我们对引力的描述发生了重大的变化:有质量的物体导致时空发生弯曲,只受引力作用的物体在时空中运动时,走的是两点之间距离最短的路线即“短程线”。如果没有质量,时空不弯曲,短程线就是直线,这时你看到的就是匀速直线运动。如果有质量,弯曲时空中的短程线变成了曲线,这时在你看来,物体似乎就是在引力下运动。

因此,按照广义相对论,包括光在内的所有物质都会受到引力的作用。广义相对论第一个得到实验验证的观测结果,就是光在经过太阳附近时会被偏折。

于是人们想到,如果一个星体的引力场足够强,就会让光的短程线向回折,以至于永远都跑不出一个区域。这个星体就被称为黑洞,这个区域被称为黑洞的视界。

按照这个定义,被黑洞吸进去的物质当然就出不来了,因为连光都出不来,其他速度低于光速的东西就更不用说了。

但是!以上所有讨论都是基于广义相对论的,而还有一个与广义相对论并列的基本理论叫做量子力学。当你考虑量子力学效应时,就会发现在视界附近的真空不是纯粹的空,而是不断地有虚的粒子和反粒子对在出现和湮灭。如果刚好有一个粒子被黑洞吸进去了,剩下的那个反粒子就会变成实粒子飞出来,相当于从黑洞中飞出了粒子。这是霍金预言的,叫做“霍金辐射”。

霍金

如果你要问,霍金辐射观察到了没有?当然没有,否则为什么霍金一直没有拿到诺贝尔奖。其实就连黑洞,都还没有直接观察到呢!

2022-06-11

2022-06-11