科学,黑洞|被黑洞“吃掉”的物质都去向了何方？是另一个宇宙吗？科学|黑洞

黑洞里所有的物质都去了哪里？另一个世界？
黑洞可以说是宇宙中最神秘的存在，黑洞有着目前宇宙最强的引力，连光速都无法逃脱。任何靠近黑洞的物质最终都会被吞噬，那么问题来了，这些物质到了哪里？

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在谈论这个问题之前，首先我来大概了解黑洞以及引力的历史。早在艾萨克牛顿时代（1687年），就确定了重力是由于物质的存在，特别是它的质量。事实上，黑洞的存在是在牛顿出版《自然哲学原理》后不久提出的。
直到1915年爱因斯坦发表了他的广义相对论，黑洞理论才真正兴起。1916年，卡尔·施瓦茨基尔对这一现象进行了第一次真正的研究，他导出了黑洞的施瓦兹半径方程（Rs=GM/c^2 ，其中Rs是施瓦兹半径， G是牛顿引力常数， M是黑洞的质量， c是光速）。
【科学,黑洞|被黑洞“吃掉”的物质都去向了何方？是另一个宇宙吗？】

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为了形成黑洞，物质会在自身的引力场下崩塌，比如一颗大恒星的死亡。如果所讨论的物质足够大，那么它的引力将会达到无限大，以至于它将克服所有其他试图抵抗崩塌的力，并且物质将继续收缩，直到它变成一个点，称为奇点。这一点将具有无限的密度，并且将是无穷小的。对时空的影响是，它被扭曲到光无法再从黑洞逃逸的地步，因此得名“黑” 。在奇点，已知的物理定律被打破了，因此科学家要花费大量的时间和精力来研究我们宇宙的这些奇怪的特征。
卡尔·施瓦茨基尔半径描述了黑洞的一种特性，称为事件视界。这是光可以从黑洞引力场逃逸的空间和它不能逃逸的空间之间的平衡点。虽然黑洞内部的奇点是无限小的，但黑洞看起来只是在它的视界大小范围内具有强大的统治力，就像领地一样。

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当物质落入事件视界时，它就与其他时空隔绝了，实际上，它已经从我们存在的宇宙中消失了。一旦进入黑洞，物质将被撕裂成最小的亚原子成分，这些成分将被拉伸和挤压，直到它们成为奇点的一部分，并相应地增大黑洞的半径。
有趣的是，现在一位斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）已经证明，黑洞内的物质并不是与宇宙其他部分完全隔绝的，只要有足够长的时间，黑洞就会通过辐射掉所含物质的能量而逐渐溶解。

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如果它是一个恒星质量的黑洞，黑洞的潮汐引力会使恒星从一个球形的球体变形，变成一个足球形状的物体，最后，距离黑洞最近的一侧和恒星背面之间的引力差将非常大，以至于恒星无法再保持自己一起。它将开始被黑洞引力粉碎，恒星的大部分质量进入黑洞周围的吸积盘。如果黑洞的质量是太阳的10亿倍以上，那么黑洞的潮汐引力就会足够弱，恒星可以穿过视界而不被粉碎。从本质上讲，恒星被吃掉了，恒星中的物质在进入黑洞之前不会产生显著的辐射增加。
一旦进入黑洞，超出视界，我们只能推测被捕获物质的命运。广义相对论告诉我们有两种黑洞：一种不旋转，另一种旋转。每一种都有不同的地平线结构。比如非旋转的“史瓦西黑洞” ，物质就无法避免与奇点相撞。对于太阳质量的黑洞，它可以在几微秒内到达奇点，而对于超大质量黑洞，则可能在几个小时内到达奇点。我们不能预测奇点发生了什么，因为理论说我们达到了无限引力的条件。至于旋转的“克尔黑洞” ，内部结构更为复杂，对于一些物质的输入轨迹，原则上，你可以避免与奇点相撞，并可能在你进入后的数千年或亿万年后，从黑洞中重新出现，或者在某个非常不同的未来时间出现，类似时空穿梭。分页标题

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而一些更加奇异的理论称进入黑洞的物质会完全重新进入另一个宇宙，但是物理学家现在不相信这种解释是准确的。问题是，对于由真实物理事件产生的黑洞来说，黑洞内部充满了引力辐射，这使得时空的几何结构非常不稳定，因此基本是不可能的。
但是物质到底去了哪里？这一直是宇宙中最令人费解的问题之一；在科学家们假设黑洞存在之后，这个问题让他们困惑了好几年，而且真的没有办法去研究它们。就像光被困在黑洞中一样， X射线和电磁辐射也是如此。然而，几年后，科学家们发现间接定位黑洞是有可能的：通过观察被黑洞重力引起的潮汐应力破坏的物质发出的X射线信号。

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但是我们仍然很难知道黑洞另一边发生了什么，因为没有信息可以穿越视界。目前公认的理论是，在每个黑洞的中心附近都有一个“奇点” ，即密度也达到无穷大的点。换句话说，所有的质量都包含在零体积中。至于黑洞内的物质发生了什么，我们只能运用我们的想象力来想象，当然，科学家们已经考虑了每一种可能发生的情况。
所以唯一趋向答案的结果应该是任何穿过视界的物质都会向奇点向内加速。当它接近它时，它将经历巨大的潮汐压力。因为奇点包含着巨大的质量，离奇点更近的物体的末端所承受的引力要比背向它的那一端要大得多，相当于为质量逐渐增加的拉伸，俗称为“空间分裂” 。

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落下的质量将在有限时间内到达奇异点，并在质量参考系中成为奇点的一部分。对于外部观察者来说，由于如此强的引力场的相对论效应，情况有所不同。在事件视界之外，时间基本上是冻结的，所以对于任何一个观察黑洞的人来说，它内部永远不会发生任何事情。因此，如果一个物体开始靠近它并掉入水中，它将逐渐减速并变红（光是红移的）并且永远不会穿过地平线。光会越来越红移，直到它变成红外线、微波、无线电波等等——直到它完全消失。对于黑洞内的任何东西发生了什么，没有任何理论，只有假设。
人们认为，进入黑洞的物质会在中心被压成一个称为“奇点”的微小点。那是唯一存在物质的地方，所以如果一个物体掉进黑洞，它不会像普通恒星那样撞到表面。一旦到了，就到了。科学家们相信，进入黑洞，什么也活不下来。人们有时会说“虫洞”是通向其他宇宙的门户，但现在人们认为这些很可能根本不存在。
除此之外，我们只能运用我们的想象力。物理学家可能会尝试去确定它在黑洞中心发生的可能性。