被黑洞吞噬的东西到底去哪了

黑洞吞噬的东西去哪了

黑洞（英文：Black Hole）是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。所以，可以这样定义黑洞，“黑洞是时空曲率大到，光都无法从其事件，视界逃脱的天体”。

1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态 球对称 星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱，这个界面被称为视界，视界这两个字分别是，视线的视，大千世界的界。这个定值称作史瓦西半径，这种“不可思议的天体”被美国物理学家惠勒命名为“黑洞”。

黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式，观测到它对其他事物的影响，得知它的存在，以及它的质量。

物体被黑洞捕获，会导致物体加速，这种急剧的加速会因摩擦而放出x射线和γ射线。这两种射线传递的信息，被称为 边缘讯息。通过对边缘讯息的观测，可以确定黑洞的存在。

想确定黑洞的存在，还可以通过间接观察恒星和星际云团 绕行轨迹，来获得黑洞确切的位置以及质量。

为了能一睹黑洞真容，2017年4月5日到14日之间，来自全球30多个研究所的科学家们启动了一项雄心勃勃的庞大观测计划。他们将分布于全球不同地区的8个射电望远镜阵列，组成一个虚拟望远镜网络，希望能够拍摄到人类首张黑洞照片。

上图，星际穿越中的黑洞

最终，科学家们成功拍摄到了黑洞的“照片”。

北京时间2019年4月10日21时，这张照片在美国华盛顿、中国上海和台北、智利 圣地亚哥、比利时 布鲁塞尔、丹麦 灵比和日本 东京六地同时发布。传说中的黑洞终于揭开神秘面纱。

这个被人类拍到的黑洞，位于室女座一个巨大椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。

传说中的黑洞终于显露真容，这是人类第一次真真切切地"看"到了黑洞。这张黑洞照片被大角星放在了本期节目的封面上，还没见过的老板，可以留心去看一下。

黑洞吞噬的东西到底去哪了？

虽然物质一旦进入黑洞，人们就再也无法直接观察到了，但通过计算史瓦西半径的大小，可以得出这个黑洞的质量，间接的可以确定，被吞噬的物质，是真的与黑洞融为一体了。

但是也不是说被吞噬的物质就永远留在了黑洞里。霍金辐射，也叫黑洞蒸发。这个理论认为，黑洞里的物质也会跑出来，黑洞会以辐射或者说蒸发的方式不断减少自己的质量。

要理解霍金辐射，得先了解量子力学的真空涨落。根据量子力学，真空场的能量不可能始终为0，这是不确定性原理所不允许的，不确定性原理预言，真空中将不断的随机产生 正反虚粒子对，并随即湮yan灭，产生的能量越大，湮灭的时间越短，以符合能量与时间的不确定性关系。这种真空涨落里，会产生各种微观粒子，包括光子、电子、中微子、引力子（纯属虚构）等。

 虚粒子对，被黑洞潮汐力分开到一定距离的时候，其中的负能虚粒子落入黑洞，另一个正能虚粒子留在外面，由于失去湮灭对象，正能虚粒子将转变成实粒子。它有可能也跟着落入黑洞，但也有可能从潮汐力中，获得能量，逃离黑洞。

这样，黑洞将通过这种机制缓慢地损失质量，而逃逸出来的实粒子就相当于是从黑洞里蒸发出来的一样，所以霍金辐射，也被人们形象的称为黑洞蒸发。

以上就是本期的大角星杂谈，我们下期再会！