黑洞的引力極為強(qiáng)悍，以至于它們可以吞噬宇宙中已知的任何物質(zhì)，就算是體積龐大的星球，只要進(jìn)入了黑洞的“勢力范圍”，同樣也無法逃脫被吞噬的命運，那么被黑洞吞噬的星球，最終都去哪里了呢？下面我們就來聊一下這個話題。
我們知道，引力的大小與距離的平方是反比例關(guān)系，因此當(dāng)一個引力源作用于一個物體時，該物體不同部分受到的引力就各不相同，這樣就會形成一個引力差，從而對物體產(chǎn)生撕扯的效果，這種效果也被稱為“潮汐力”。
黑洞吞噬星球，并不是想象中的那樣一口就吞掉，而是有一個過程。由于黑洞產(chǎn)生的“潮汐力”非常大，因此星球首先會被撕扯成碎片，然后這些碎片會陸陸續(xù)續(xù)被黑洞吸引過去。
在絕大多數(shù)情況下，被黑洞吞噬的星球的運動方向都不會徑直地指向黑洞，所以星球被撕裂后產(chǎn)生的碎片通常都會一邊圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)，一邊向黑洞接近。
在這個過程中由于角動量守恒，這些碎片距離黑洞越近，其圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的速度就越快，與此同時，物質(zhì)的密集程度也就越高，當(dāng)達(dá)到一定程度的時候，大量的物質(zhì)就會在黑洞附近形成一個圍繞著黑洞高速旋轉(zhuǎn)的盤狀結(jié)構(gòu)，這也被稱為“吸積盤”。
在“吸積盤”中的物質(zhì)，早已被黑洞產(chǎn)生的“潮汐力”撕裂成原子甚至亞原子狀態(tài)，由于它們的速度各不相同，因此這些高速運動的物質(zhì)之間就會因為劇烈的碰撞和摩擦而釋放出極高的能量，進(jìn)而產(chǎn)生大量的電磁輻射，正因為如此，我們才可以間接地觀測到黑洞。
與此同時，“吸積盤”中的部分物質(zhì)也可能因此獲得足以擺脫黑洞引力場的能量，在磁場的約束下，這些物質(zhì)會從黑洞的兩極高速噴出，形成壯觀的黑洞噴流。
看到這里肯定有人會問了，不是說任何物質(zhì)都無法逃離黑洞嗎？其實這是可以解釋的。
黑洞不是洞，而是一個封閉的時空，在三維空間中，黑洞可以看成是一個球體，其中心位置有一個密度無限大、體積無限小的“奇點”（Singularity），而球體的表面和半徑則分別稱為“事件視界”（Event horizon）和“史瓦西半徑”（Schwarzschild radius）。
從理論上來講，任何進(jìn)入了“事件視界”的物質(zhì)就再也無法逃逸，而黑洞的“吸積盤”其實是位于“事件視界”之外的，所以在能量足夠高的情況下，其中的物質(zhì)就可以擺脫黑洞引力的束縛。
在過去的日子里，黑洞噴流這種現(xiàn)象已經(jīng)被多次觀測到，這也說明了，在星球被黑洞吞噬的過程中，有一部分物質(zhì)確實沒有真正地進(jìn)入到黑洞內(nèi)部。
當(dāng)然了，星球的另一部分物質(zhì)的確是被黑洞吞噬了，根據(jù)廣義相對論，物質(zhì)一旦進(jìn)入了“事件視界”，就會不可避免地墜入位于黑洞中心位置的“奇點”，從此成為黑洞的一部分。那這是否就是這些物質(zhì)最終的歸宿呢？對此，著名物理學(xué)家霍金給出了否定的答案。
根據(jù)量子力學(xué)，真空并不是想象中的那樣空無一物，而是存在著一種被稱為“量子漲落”的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象簡單來講就是，真空中會不停地產(chǎn)生正負(fù)虛粒子，它們總是會成對地產(chǎn)生，然后在極短的時間之內(nèi)湮滅。
霍金據(jù)此推測出，當(dāng)虛粒子對出現(xiàn)在黑洞的“事件視界”邊緣的時候，有可能出現(xiàn)4種情況：1、虛粒子對正常湮滅；2、兩個虛粒子同時被黑洞吞噬；3、負(fù)虛粒子被黑洞吞噬，正虛粒子逃逸；4、正虛粒子被黑洞吞噬，負(fù)虛粒子逃逸。
根據(jù)霍金的計算，在上述4種情況之中，第3種情況出現(xiàn)的概率最大，需要知道的是，負(fù)虛粒子攜帶的是負(fù)能量，因此在黑洞吞噬了負(fù)虛粒子之后，它的能量就減少了。那這些能量到哪里去了呢？當(dāng)然就是被逃逸的正虛粒子帶走了。
根據(jù)相對論質(zhì)能等價原理，黑洞損失了能量，就相當(dāng)于黑洞損失了質(zhì)量，這就意味著，在上述的第3種情況發(fā)生之后，黑洞就會變小。
實際上，這種機(jī)制就被稱為“霍金輻射”，霍金認(rèn)為，黑洞會通過“霍金輻射”不斷地“蒸發(fā)”，隨著時間的流逝，宇宙中所有的黑洞遲早都會“蒸發(fā)”殆盡，而這也就意味著，那些真正被黑洞吞噬掉的星球物質(zhì)，最終也會通過“霍金輻射”重新回到宇宙空間之中。
好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們，我們下次再見。
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