被黑洞吸走的東西去哪裡了呢?

白小金


黑洞裡面是什麼這個話題現在也是沒有答案的,我們都知道黑洞是一個質量和密度都非常大的天體,連光線都無法逃脫,進入黑洞的物體會被撕得粉碎,宇航員如果想探測黑洞內部,在視界內就會被拉成一根麵條狀物體,人類還沒有任何手段來探測,所以以下幾種說法都是基於猜想的。

第一種、我們知道黑洞內部不存在著時間和空間,因為你一旦處於黑洞中,你會發現你被拉長了,這就是意大利麵條效應,但是實際上你的時間是靜止的,你暫停在了那一刻。因此黑洞被稱為無。

第二種、黑洞是由中子星塌縮而成的,科學家提出如果黑洞可以將時間靜止,那麼它就是我們所尋找的時間機器,因為當人類掌握了黑洞的能力,也就同時掌握了時間和空間,因此黑洞內部被稱為時間機器。

黑洞大多是宇宙裡面的恆星壽終正寢的地方,如果要比喻的話,黑洞是一個墳場也是一個垃圾回收站。所以在黑洞裡面是什麼,簡單的理解來說是宇宙剩餘的能量或被黑洞吞噬的天體,比如:被壓縮的光,被擠壓的星球。黑洞佔據了宇宙總質量的90%,黑洞可以說是無處不在。更加具體的解析我們可以從黑洞的形成中尋得些許依據來探究宇宙的黑洞到底都裝著什麼東西。

大量的物質在黑洞邊上,所提供的引力是巨大的,隨著不斷有物質落入,事件邊界越來越大,而物質沒有進入真正的黑洞,都在黑洞和事界之間的空間裡,就像地幔在地核和地殼之間。只要時間足夠長,所有黑洞都會變為白洞,宇宙裡又充滿了基本物質,另一個循環開始了。剩餘部分還沒有變成白洞的黑洞,成為新宇宙的超級怪物,星系中心,這樣也就可以解釋清在宇宙誕生的幾億年裡就有那麼多超級黑洞了。

被黑洞吸走的東西,都進入到黑洞內部的奇點了。而且,物質結構被全部撕裂,大部分的粒子物理的守恆量都被破壞了。比如,重子數在黑洞內部就不守恆。你丟一個質子進黑洞,黑洞裡不會多一個質子,而是把物質結構轉為了時空結構。而且,這些被黑洞吸收的東西,最後大部分的信息都丟失,只剩下它的質量與電荷,以及角動量這三個參數遺留下來。比

原子核中的空間從微觀角度來看非常巨大,電子、質子又被其他粒子組成(其中由我們所未知的細粒物質組成),其內部空間也非常巨大,被壓縮粉碎組合成另一種我們現在科技文明所末知物質。也許再過幾百年,我們的子孫會知道的。



鄉村視


理論上,黑洞不像地球和太陽這樣由原子組成的實體,也不像白矮星和中子星這樣由簡併物質組成的實體,黑洞是一種被極度彎曲的空無空間,在其中心有一個體積無限小的奇點,那裡是黑洞的質量之源。之所以會形成黑洞這樣的特殊天體,主要是因為大質量恆星的引力坍縮作用太強,在沒有核聚變產生的輻射壓支撐之後,它的重力強大到可以把原子中的亞原子粒子壓碎,從而無法維持實體物質的存在。最終,這些物質都被擠入奇點中。

根據廣義相對論的預言,黑洞內部的時間和空間座標是相反的,時間流逝的方向指向中心的奇點。這意味著任何被黑洞吸收的物體都會不可避免地到達奇點,從而使黑洞的質量增加。

由於時間膨脹效應,在黑洞強引力場周圍,物體在靠近黑洞的過程中將會出現奇特的現象。在物體下落過程中,外部觀察者會看到物體的下落的速度變得越來越慢。直到它們到達黑洞的表面,物體看起來就會靜止在那裡,然後在無限的時間之後紅移消失。不過,這種現象是參照系不同所引起的。對於物體本身,它們是實實在在地穿過黑洞表面,最終到達奇點,而不會靜止在黑洞表面。

此外,如果黑洞是質量較小的恆星級黑洞,那麼,物體將會在穿過黑洞表面之前被潮汐力撕碎成原子。而如果黑洞是質量較大的超大質量黑洞,那麼,物體可以順利穿過黑洞表面,但在靠近奇點時也會被潮汐力撕碎。但不管如何,物體都無法保持物質形態,最終的歸宿都是黑洞的奇點。


火星一號


被黑洞吸走的東西,都進入到黑洞內部的奇點了。而且,物質結構被全部撕裂,大部分的粒子物理的守恆量都被破壞了。比如,重子數在黑洞內部就不守恆。你丟一個質子進黑洞,黑洞裡不會多一個質子,而是把物質結構轉為了時空結構。而且,這些被黑洞吸收的東西,最後大部分的信息都丟失,只剩下它的質量與電荷,以及角動量這三個參數遺留下來。比如你丟一個美女進入黑洞,黑洞不會記得這個美女的相貌——所以在這個意義上,黑洞吸收物質是一個信息丟失的過程。

當然,也有一些科學家認為黑洞吸收物質的時候,信息沒有丟失,而是把信息存在黑洞的表面了——黑洞的表面有熵,也有信息。這是一個很奇特的想法,現在還不能證明這個想法到底對不對。因為我們現在還沒有能力操縱一個黑洞,對它做實驗。

黑洞在吸收物質的時候,在進入事件視界之前,還會發出引力波。所以,你提出的問題還應該考慮前期的引力波效應。




瀟軒


我們印象中的黑洞,擁有著非常強大的引力,強大到可以把靠近它的所有物質都吸引進去,連光線也無法逃脫。在黑洞中那個奇點,是一個體積無限小,密度無限大,引力無限大,時空曲率也無限大的點。那麼,當物質通過黑洞的視界落入那個“點”後,會發生什麼呢?

關於這個問題,現在的物理學還無法給出一個確切的答案,因為在視界之後的世界中,其物理規律和我們的世界是不同的,在這裡會發生什麼事?是通往另外一個宇宙?還是一片空白歸於虛無?還是像《星際穿越》那樣跑到一個書架的背面在時間軸上跳躍?現在還沒有有人能解釋。

雖然沒有準確的答案,好在黑洞還有質量,電荷,以及角動量這三個參數供我們研究,讓我們可以依據當前現有的理論進行推測,當一個物體落入黑洞後,在跌入奇點的過程中,這個物體會因為具有體積,使得前後受到的引力大小是不同的,而且越靠近中心引力差越大,導致物體會被不斷拉長,也可以稱之為麵條化,在無限靠近奇點的時刻,物體會完全失去體積,也就是失去維度並不可逆地消失於奇點。

但在這種“只吃不吐”的狀態下,黑洞的質量只會不斷的增加,但是現代物理學告訴我們,黑洞的事件視界表面面積與它黑洞的質量是成正比的,所以隨著質量的增加視界表面面積也只能跟著增加,不能減少。但這似乎違背了熱力學第二定律,因為,當物體落入黑洞後,它們的熵就會由此消失(所有關於這個物體的信息都不在存在),那麼宇宙作為一個孤立系統,其中的熵就會減少。所以人們相信黑洞不會像貔貅那樣只吃不吐的,必然會以某種方式釋放出一些東西出來。斯蒂芬·威廉·霍金先生的成就——霍金輻射假說就是這麼來的。引用一下網上的解釋:

在黑洞外產生的虛粒子對,其中一個被吸引進去,而另一個逃逸的情況下。如果那個逃逸的粒子獲得了能量,那麼就不需要跟其相反的粒子湮滅,它可以逃逸到無限遠。外界看起來就像黑洞在發射粒子一樣。這個猜想中的輻射被稱為“霍金輻射”。由於粒子是向外帶去能量,所以它是吸收了一部分黑洞的能量,這樣黑洞的質量也會漸漸變小,消失;同時它也向外帶去信息,所以並不違反信息定律。

所以可以說黑洞並不是完全“黑”的。霍金輻射能夠讓黑洞失去質量,在黑洞演化的歷史中,當黑洞損失的質量大於它增加的質量時,那麼黑洞就會慢慢變小直到最終消失,即黑洞蒸發了。自然,落入黑洞那些物質也會隨著黑洞的蒸發而完全的消失。

黑洞蒸發的速度與它的質量成反比,也就是說,質量越大的黑洞蒸發的速度越慢,一般大質量恆星死亡產生的黑洞壽命大約為10^66年,而一些星系中心那些超大質量黑洞(100萬—100億倍太陽質量)則可以存在10^90年以上(這是個超級大的數字),真正意義上的與天地同壽。

當然,還有一些觀點認為黑洞是通往另一個世界的入口,進入黑洞後,會從“白洞”出來,到達另一個宇宙。但“白洞”目前還僅僅是一種理論模型,尚未被任何觀測所證實。所以這種假說還是在科幻電影上看看比較好。這裡就不詳細討論了。

最後囉嗦一點,關於黑洞內的引力奇點,以目前所知的物理定律是不適用的,包括那裡的時間與空間。沒人知道黑洞內部究竟發生了什麼,我們只能從外界系統的看黑洞,可以觀測的信息是黑洞吸入物質,霍金輻射,與之對應的是黑洞的質量,事件視界面積增加,減少以致最終消失。


清明的星空


事實上沒有誰知道準確的答案,所有的答案都是建立在一定理論上的推測,既然是推測,也給出我的觀點!

首先,黑洞是一個天體,本質上與地球太陽等都是一樣的,浩瀚宇宙的一種天體,既然是天體,就像隕石被地球的引力捕獲後成為地球的一部分,被黑洞吸走的東西也可能成為黑洞的一部分這是最簡單最基本的觀點!

但是,黑洞又不是普通的天體,理論上的黑洞不能用現在的物理定律和大自然法則來解釋,也就是說用我們目前的眼光看待黑洞顯得有些片面。

所以說還有一種觀點認為,被黑洞吸走的東西會進入更高的維度,就像科幻電影《星際穿越》裡的情節那樣,可以進入五維度時空,甚至更高的維度!

第三,愛因斯坦的宇宙時空觀給出這樣一種推測,那就是黑洞的另一端了解另一個宇宙,所謂的“平行宇宙”,黑洞極大的質量和引力撕裂了時空結構,創造了我們熟知的“蟲洞”,平行宇宙的入口是與黑洞性質相反的“白洞”!

還是那句話,以我們目前對黑洞的認知,很難知道被黑洞吸入後會怎麼樣,正如有些科學家所說的那樣,或許我們需要更高一級的物理規則來重新定義黑洞和黑洞裡面的一切!


宇宙探索


這個問題無疑是諸多科幻迷最感興趣的內容。拋開舊有常規觀點,有科學家提出的最新看法是:你將失去過去,並擁有無限未來,“永遠活著”。

無論克里斯托弗·諾蘭執導的科幻電影《星際穿越》,還是劉慈欣執筆的科幻小說《三體》,我們在無數作品中都或多或少地接觸過黑洞。如果有人掉進黑洞,他將永遠被吞噬?還是能夠穿越時空,前往久遠的過去或者神秘的未來?  

當今大多數物理學家都會告訴你,如果掉進黑洞,你的身體會被撕成碎片。

不過,已經有學者提出了新的看法,挑戰了舊有理論。來自加利福尼亞大學伯克利分校的數學家皮特·欣茨認為,宇宙中可能存在著能夠讓人活下去的黑洞。只是,你可能會陷入奇怪的現實世界。  

這些黑洞會破壞你過去的生活,並把你拋到一個充滿無限可能的未來的平行世界。

之所以會這樣,是因為另一個世界中的宇宙不會受我們的因果規律支配。

研究人員表示,這樣的結果就是,你可以“永遠活著”。

皮特是在計算一個電荷進入特定類型黑洞的結果時發現了這個問題。  

在現實世界中,你的過去決定了你的未來,而這個決定論支配著物理定律。

這意味著宇宙的自然規律不允許存在超過一個可能的未來。

如果有科學家確切地知道宇宙是如何開始的,那麼在理論上,他們就可以計算出在剩下的所有時間和空間中將會發生什麼。

皮特博士發現,對於被稱為“萊斯納-諾德斯特洛姆度規(Reissner-Nordstrm-de Sitter)”的黑洞,這種決定論並不適用。

如果太空旅行者能夠冒險進入這種相對溫和的黑洞,他們有可能會倖存下來。  

這會讓他們從我們的確定性世界步入一個非確定性的黑洞,從理論上講,他們可能會從另一端出來。

如果他們能夠避開黑洞內無限密集的奇點,他們可能會有幸出現在另一邊的另一個宇宙中。

接下來會發生什麼?誰也不知道。因為在非確定性的宇宙中,因果關係已經不存在了。

任何事物的一切結果都可能會同時存在。  

這種奇怪的現象是愛因斯坦廣義相對論所描述的一個怪事。在過去的一個世紀裡,科學家們一直以廣義相對論為標準模型來解釋引力作用。

加拿大滑鐵盧大學物理與應用數學教授羅伯特·麥恩曾說,在物理學中,初始條件和物理定律通常應該能完全確定任何物理系統中會發生什麼事情。

“然而廣義相對論並不具備這個特徵,即使你瞭解整個宇宙中物質和能量的初始分佈,廣義相對論的方程一般也無法預測時空的整個未來。”

皮特教授研究的是一種特定類型的非旋轉黑洞,它們的視界內有一個所謂的柯西視界。

柯西視界可以說是決定論崩潰的地方,過去不再決定未來。  

物理學家們認為,沒有觀察者能夠穿越柯西視界點,因為他們都會被毀滅。

有觀點認為,隨著觀察者接近柯西視界,時間會變慢,因為時鐘在強引力場中會變慢。

光、引力波以及任何其他接觸到黑洞的物體都不可避免地向柯西視界傾斜,觀察者也會向內部墜落,並最終將看到所有這些能量同時飛馳其中。

實際上,黑洞在宇宙的整個生命週期中所看到的所有能量都將同時衝擊柯西視界,並使任何接近的觀測者永久地覆滅。

不過,皮特博士在計算中發現,Reissner-Nordstrm-de Sitter黑洞可能是這種規則的一個例外。  

他表示:“沒有哪個物理學家會進入黑洞去測量它,所以這是一個數學問題。但從這個角度來看,這使愛因斯坦的方程式在數學層面上更為有趣。這是一個只能從數學上研究的問題,但它具有物理的,甚至是哲學上的意義,這實在是件很酷的事情。愛因斯坦方程的一些精確解是非常平滑的,沒有紐結,一切都完美地表現在這個柯西視界之外。一旦跨越那個界限,一切就都不好說了。”

皮特博士的計算之所以成立,是因為宇宙正在以越來越快的速度擴張。  

儘管時空越來越分散,但黑洞另一邊的宇宙大部分都根本不會受到影響。

能量的傳播速度無法超過光速,因此只有黑洞可觀測視界內的物質和能量才能在其整個生命週期內被吸收。

在這種情況下,宇宙的膨脹將抵消由黑洞內部時間膨脹引起的放大效應,這種放大會導致所有的事情一股腦地湧向觀察者。  

對於某些情況,例如在Reissner-Nordstrm-de Sitter黑洞中,這種時空的拉伸將完全消除時間膨脹,從而使旅行者能夠毫髮無損地通過。


大狗說


被黑洞吸走的東西去哪裡了呢?

黑洞是大質量的恆星在超新星爆發後形成的產物,形成時內核下限是3.2個太陽質量以上(奧本海默極限),超新星爆發後內核將在超強引力作用下坍縮成一個無限小質心,即我們常說的黑洞。

超新星爆發後形成黑洞的GIF

黑洞有著奇特的物理特性:形成黑洞後將會丟失所有的原始天體信息,僅僅可以觀測到黑洞的質量、電荷、以及角動量,這也是著名的黑洞五毛定理,簡單的說黑洞不再具有實體形狀。

計算機模擬的卡岡圖雅是最為貼近實際的黑洞形狀,因為超強引力的作用,使得我們能通過引力透鏡作用看到黑洞背後的天體,當然也能看到背後的扭曲的吸積盤。中間這個黑乎乎的球體就是傳說中的黑洞視界,由於沒有物質可以逃出黑洞的視界,因此對於掉落黑洞後,通過漫長的死亡螺旋到視界之前,都是可以觀測的,但一旦越過了視界後所有的信息將無法傳出,包括我們認為速度最高的光線。也有一些科學家認為進入黑洞的物質的影像會停留在視界,我們永遠都無法看到其是否有掉落黑洞。

進入黑洞視界後的物質,只能合理推測,現在最流行的理論則是會被無限麵條化後掉落黑洞。但是黑洞這樣只吃不吐的這種性質看起來有一些違揹物理定律的,因此霍金老爺子提出了一個“黑洞蒸發理論”,他認為掉落黑洞的物質會在黑洞外產生的虛粒子對,其中一個被黑洞吞噬,而另一個則得以逃逸。這個猜想中的輻射被稱為“霍金輻射”。看起來就像黑洞在輻射能量,這也是黑洞蒸發理論的一個基點,但黑洞蒸發的時間長達10^66年-10^90年,這個時間尺度以宇宙紀年的方式都感覺太過久遠了。

黑洞蒸發示意圖

當然也有一些理論認為黑洞是連接兩個時空的通道,或者黑洞會有另一個名為“白洞”的出口,這些理論尚未成為主流,以現在的觀測科技我們也無法證實很多在猜測中的理論,也許未來會在黑洞通向哪裡或者黑洞物質去到哪裡這樣有一個定論,但至少現在還是百家爭鳴的時代,作為愛好科學的我們非常歡迎這種在科學基礎上的腦洞,這對於迄今為止僅有的地球文明來說,或許能在我們未來的道路上解決更多的問題。


星辰大海路上的種花家


吸走的東西,該吐出來的還是得吐出來。由於霍金輻射,黑洞會向外輻射能量,質量在一定範圍內的黑洞,正在自行蒸發消失。(不是說連光都跑不出來嗎?怎麼還能有輻射?下文有回答)



可能大部分朋友對於黑洞的印象就是一個——“只進不出”,永遠吃不飽,這個觀點在上世紀七十年代左右,還是成立的。但是到了1974年,霍金自己提出了一個理論,他認為黑洞也會向外“吐”

不過這個想法並不是霍金先想到的,在此之前,貝肯斯坦將熱力學的熵和黑洞表面積聯繫到一起。當時霍金是反對這個想法的,如果說表面積和熵有關,那麼就說明黑洞存在溫度,於是黑洞就會發出輻射,但黑洞是隻進不出的,怎麼可能會有輻射呢?

但是到了1974年,霍金考慮了量子效應之後,發現或許黑洞真的有輻射。

簡單來講,由於真空漲落的存在,黑洞附近產生的虛粒子對會受到彎曲時空的影響(也就是引力)——①可能這對粒子會被全吸進去;②或者其中一個被吸進去。


如果全吸進去,倒是沒什麼影響;重點是隻有一個被吸進去呢?由於虛粒子對被分開,兩者就不能相互湮滅,所以就得成為實粒子存在於宇宙,而唯一的可能是——虛反粒子在裡面形成是實反粒子(被黑洞吸收,減少了黑洞質量),而實正粒子存在於外部空間

這一過程如同黑洞減少了自身質量,而向外“吐”出質量

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


“黑洞” 我們會經常見到這個名詞。但很多朋友都不知道到底什麼是黑洞。我就用最通俗的比喻來解釋一下什麼是黑洞。(超清圖片)

其實黑洞不是黑的。不知道是什麼顏色,因為光線都會被它吸引過去。根據萬有引力定律。我們知道質量越大的物體引裡就會越大。

假如有一個物體比沙子還要小。但它的質量比太陽還要大,密度也特別高。那麼就會形成黑洞。最簡單通俗的解釋勿怪。

被黑洞吸走的東西去哪裡了?目前我們只能靠猜測,黑洞裡面到底有什麼?現在我們還只能靠推理。(因為不單是被黑洞吸走的物體)

我們現在的科技是很發達了,但面對浩大的宇宙,實在是太微不足道了。等地球上未來的人類迎來下一次或n次科技大爆炸之後或許能解開這個對他們來說微不足道,路人皆知我們卻苦苦求索的難題吧!那要多少年之後呢?反正我們這一代是不會看到了。不過時間會很短,但這是對宇宙來說。也許永遠不會有。



翡扇酒店Mir高


視界的宇宙中,能觀察到的物質,大多是由質子,電子,中子組成。質子,電子,中子是沒有外形的。質子和電子,中子的不同組合就形成了不同的分子,不同的分子又組成不同的物質,物質也就有了不同的物理外形和化學屬性。當有一種力量把所有物質中所組成的質子,電子和中子分離,形成一致的質子團和電子團,中子團,獲得重新穩定組成結構時,所有物質也就失去了我們視界中物質的物理外形和化學屬性,也就是在我們視野中消失了,但他們的質量還在,在黑洞裡。也就是說黑洞是一個由質子團與電子團中子團重新形成的穩定球體,他的質量是他自身和被吸引進去組織質量的總和。所以,所有的組織進入了黑洞中,質量並沒有消失,能量可能被分化。所以我不認為有白洞,和什麼平行空間。也不認為宇宙產生於一次138億光年以前的一次奇點大爆炸產生的。從質量的永恆定律來看,宇宙原本就有這些質量,這些質量在不斷的通過某種形式產生,發育,成長,死亡的循環過程。黑洞就是這一過程的重要環節。


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