黑洞将会通向何处谁知道呢也许没有出口

黑洞将会通向哪里？

北京时刻9月25日音讯，据国外媒体报道，假如能够穿越黑洞，你会去往哪里？会有什么等待着你？假如你能安然无恙地回来，又能叙述什么风趣的故事呢？

一切这些问题都能够用一句简略的话来答复，那便是“谁知道呢？”在科学技术一日千里的今日，黑洞的奥妙依然莫测高深。落入事情视界之后，实际上便是越过了一层屏障。一旦有人掉下去，就再也不能把信息传回来了，他们会被巨大的引力撕成碎片。所以理论上，任何穿过事情视界的人不会去往任何当地。

这听起来好像是一个令人绝望和苦楚的答案，但其实也在意料之中。爱因斯坦的广义相对论将时空与引力效果联络起来，预言了黑洞的存在，后来的研讨标明，黑洞是由质量足够大的恒星逝世所发作的。恒星逝世之后，会留下一个小而细密的剩余中心，假定这个中心的质量约为太阳的三倍以上，那么引力就会使其坍缩，成为一个点，称为“奇点”（又称引力奇点或时空奇点），这是一个体积无限小、密度无限大、引力无限大、时空曲率无限大的点，被以为是黑洞的中心。

由此发作的黑洞具有极点强壮的引力，乃至连光线都无法逃脱。因而，假如你发现自己处于事情视界时，你就注定无处可逃。德国天文学家卡尔 史瓦西（Karl Schwarzschild）核算得出，假如某天体的悉数质量压缩到很小的“引力半径”之内，那么其一切物质、能量（包括光线）都将被引力软禁在内。从外界看，这一天体便是必定漆黑的存在，也便是黑洞。事情视界便是黑洞周围的时空曲隔界限，光和物质只能向内经过事情视界。依据梅西的说法，潮汐力会把你的身体缩成原子链的方法（也被称为“意大利面化”），并终究会在奇点处被压碎。你或许会想在黑洞的另一端逃出来，但这好像彻底是梦想。

那么，虫洞呢？

虫洞的幻想图。假如虫洞存在，它们或许会通向另一个国际。可是，没有依据标明虫洞实在存在，也没有依据标明黑洞也会像虫洞相同

多年来，科学家一向在研讨黑洞成为虫洞的或许性，是否能通往其他星系。正如一些人所说，黑洞乃至或许是通往另一个国际的途径。

这样的主意现已撒播了一段时刻。1935年，爱因斯坦与内森·罗森（Nathan Rosen）协作建立了衔接时空中两个不同点的虫洞（又称爱因斯坦-罗森桥）假说。但在20世纪80年代，物理学家基普·索恩（Kip Thorne）发起了一个谈论，企图了解一个物体能否以物理方法穿过虫洞。这一谈论为虫洞理论拓荒了一些新的范畴。索恩是研讨爱因斯坦广义相对论天体物理学意义的国际顶尖专家之一。

梅西说：“当我仍是个孩子的时分，最先让我对物理学发作了爱好的，便是基普·索恩那本关于虫洞的畅销书。”可是，虫洞好像并不存在。

事实上，索恩在他的《星际穿越》（The Science of Interstellar）一书中写道，“咱们的国际中没有任何物领会跟着年纪的添加而变成虫洞。”索恩向好莱坞电影《星际穿越》（Interstellar）的制造团队供给了专业主张。索恩标明，穿越虫洞这样的理论性通道，很或许仍是科幻情节，并且没有确凿的依据标明，黑洞会答应这样的通道存在。

可是，问题在于咱们无法近距离亲眼看到黑洞。咱们乃至不能拍照黑洞内发作的任何事情，由于光不能逃离黑洞的巨大引力，照相机就什么也拍不到。依据现在的理论，任何穿过事情视界的东西都会被简略地添加到黑洞中。并且，由于时刻在挨近这一鸿沟的当地会发作歪曲，这一进程好像将极点缓慢地发作，因而咱们不会很快取得定论。

“我以为规范的说法是，它们导致了时刻的完结，”哈佛大学天文学和物理学教授道格拉斯·芬克贝纳（Douglas Finkbeiner）说，“远处的调查者不会看到他们的宇航员朋友掉进黑洞。当他们挨近事情视界时，只会变得更红、更暗（由于引力红移）。但实际上，他的朋友现已掉进了黑洞，到了一个逾越‘永久’的当地。不管这个‘永久’是什么意思。”

黑洞潮汐撕裂恒星事情的幻想图。当一颗恒星太挨近超大质量黑洞时，就会发作潮汐撕裂事情

或许黑洞会通向白洞

当然，假如黑洞的确指向星系或国际的另一部分，那么在另一边，或许就存在性质与之相反的东西。这或许是一个白洞吗？这是1964年俄罗斯国际学家伊戈尔·诺维科夫（Igor Novikov）在1964年提出的概念。诺维科夫提出，黑洞与存在于曩昔的白洞相连。与黑洞不同，物质和光线无法进入白洞，但能够从这一时空区域脱离。

科学家一向在探究黑洞和白洞之间的潜在联络。2014年，物理学家卡洛·罗维里（Carlo Rovelli）和哈尔·哈格德（Hal M。 Haggard）在《物理谈论D》（Physical Review D）杂志上宣布论文称，“在有限的时空区域之外，存在一个满意爱因斯坦方程的经典度规。而在这个有限的时空区域内，物质坍缩成黑洞，然后出现在一个白洞中。”换句话说，一切被黑洞吞噬的物质都有或许被喷出，当黑洞逝世时，它们或许就变成了白洞。

黑洞非但不会损坏它所吸收的信息，反而或许会中止坍缩。黑洞或许会阅历量子反弹，让信息逃逸。假如是这样的话，前剑桥大学国际学家、理论物理学家斯蒂芬·霍金的一个观念或许就能找到一些头绪。在上世纪70年代，霍金探究了黑洞因量子涨落而开释粒子和辐射（热能）的或许性。

芬克贝纳指出，霍金以为黑洞不会永久存在。在1976年宣布于《物理谈论D》的论文中，霍金核算出，辐射会导致黑洞失掉能量，从而缩小并消失。另一方面，他声称辐射出来的粒子将是随机的，不包括黑洞内部的信息，导致其间的信息将永久消失。

这意味着，霍金的观念与量子理论相悖。量子理论以为，信息不能被炸毁。物理学以为，信息正变得越来越难以找到，由于一旦丢掉，就不或许知道曩昔或未来。霍金的主意导致了“黑洞信息佯谬”（black hole information paradox），长期以来一向困扰着科学家。有些人以为霍金彻底错了，而霍金自己乃至在2004年都柏林的一次科学会议上声称，他犯了一个过错。

那么，咱们是否要回到黑洞经过白洞来宣布内部信息的概念呢？或许吧。在2013年宣布在《物理谈论快报》（Physical Review Letters）的研讨中，美国路易斯安那州立大学的豪尔赫·普林（Jorge Pullin）等研讨者将圈量子引力论应用于黑洞，发现引力会朝着黑洞中心的方向添加，但会削减并撞开进入国际另一区域的任何物质。这些成果为黑洞作为“传送门”的观念供给了额定的依据。在这项研讨中，奇点并不存在，因而不会构成一个不可逾越的屏障。这也意味着，信息不会消失。

或许黑洞没有出口

可是，物理学家艾哈迈德·阿姆黑利、唐纳德·马若夫、约瑟夫·波尔钦斯基和詹姆斯·苏利依然信任霍金的理论是有道理的。他们研讨的理论后来被称为“AMPS火墙”（或黑洞火墙）假说。依据他们的核算，量子力学能够有效地将事情视界变成巨大的火墙，任何与之触摸的物体都会在瞬间焚烧。从这个意义上说，黑洞没有出口，由于没有任何东西能进入黑洞。

可是，这违反了爱因斯坦的广义相对论。假如有人能跨过事情视界，那他实际上不应该感到任何很大的困难，由于一个物体将处于自由落体状况，依据等效原理，这个物体（或人）不会感受到引力的极点影响。这一观念能够遵从国际中其他当地存在的物理规律，但即便不违反爱因斯坦的广义相对论，它也会损坏量子场论，或许标明信息或许会丢掉。

一个不确定的黑洞

让咱们再说回霍金。2014年，他宣布了一项研讨，在其间避开了事情视界的存在，以为引力坍缩会发作一个“表观视界”。

这个视界将会使企图脱离黑洞中心的光线悬浮起来，并会继续“一段时刻”。在他的从头思考中，表观视界暂时保留了物质和能量，之后才会吸收和开释它们。这种解说最契合量子理论——量子理论以为信息不能被炸毁——并且，假如被证明，就将意味着任何东西都能够从黑洞中逃逸。

霍金乃至说黑洞或许底子不存在。“黑洞应该被从头界说为引力场的亚稳态束缚态，”他写道。这儿不会有奇点，尽管表观视界会由于引力而向内移动，但它永久不会抵达中心，并被合并成一个细密的物体。

可是，黑洞开释的任何东西都将不会是被吞噬的信息方法。咱们不或许经过调查成果来判别发作了什么，而成果自身便是问题。

有一件事是必定的，在未来很长一段时刻内，关于黑洞的疑团将吞噬更多的科学研讨时刻。有物理学家最近提出，暗物质能够由黑洞蒸腾后的剩余部分组成。2018年，霍金逝世前最终一篇黑洞论文发布，题名为《黑洞熵与软毛发》。文中描绘了零能量粒子怎么脱离事情视界，并不再回来。这个观念标明，信息并不是消失，而是被捕获。

可是，这与物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒提出的“无毛定理”相悖。该定理的根底是，两个黑洞对调查者来说是无法分辩的，由于黑洞只要质量、角动量和电荷这三个不能编委电磁辐射的守恒量，其他信息都丧失了。霍金的观念引起了科学家们的谈论，但能够想见，想要了解黑洞终究通向何方，咱们还有很长的路要走。