被黑洞吸進去的星球會變成什麼（被黑洞吞噬的星球）

2023-10-18 03:53:59 1

黑洞的引力極為強悍，以至於它們可以吞噬宇宙中已知的任何物質，就算是體積龐大的星球，只要進入了黑洞的「勢力範圍」，同樣也無法逃脫被吞噬的命運，那麼被黑洞吞噬的星球，最終都去哪裡了呢？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係，因此當一個引力源作用於一個物體時，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，從而對物體產生撕扯的效果，這種效果也被稱為「潮汐力」。

黑洞吞噬星球，並不是想像中的那樣一口就吞掉，而是有一個過程。由於黑洞產生的「潮汐力」非常大，因此星球首先會被撕扯成碎片，然後這些碎片會陸陸續續被黑洞吸引過去。

在絕大多數情況下，被黑洞吞噬的星球的運動方向都不會徑直地指向黑洞，所以星球被撕裂後產生的碎片通常都會一邊圍繞著黑洞旋轉，一邊向黑洞接近。

在這個過程中由於角動量守恆，這些碎片距離黑洞越近，其圍繞黑洞旋轉的速度就越快，與此同時，物質的密集程度也就越高，當達到一定程度的時候，大量的物質就會在黑洞附近形成一個圍繞著黑洞高速旋轉的盤狀結構，這也被稱為「吸積盤」。

在「吸積盤」中的物質，早已被黑洞產生的「潮汐力」撕裂成原子甚至亞原子狀態，由於它們的速度各不相同，因此這些高速運動的物質之間就會因為劇烈的碰撞和摩擦而釋放出極高的能量，進而產生大量的電磁輻射，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，這些物質會從黑洞的兩極高速噴出，形成壯觀的黑洞噴流。

看到這裡肯定有人會問了，不是說任何物質都無法逃離黑洞嗎？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，任何進入了「事件視界」的物質就再也無法逃逸，而黑洞的「吸積盤」其實是位於「事件視界」之外的，所以在能量足夠高的情況下，其中的物質就可以擺脫黑洞引力的束縛。

在過去的日子裡，黑洞噴流這種現象已經被多次觀測到，這也說明了，在星球被黑洞吞噬的過程中，有一部分物質確實沒有真正地進入到黑洞內部。

當然了，星球的另一部分物質的確是被黑洞吞噬了，根據廣義相對論，物質一旦進入了「事件視界」，就會不可避免地墜入位於黑洞中心位置的「奇點」，從此成為黑洞的一部分。那這是否就是這些物質最終的歸宿呢？對此，著名物理學家霍金給出了否定的答案。

根據量子力學，真空並不是想像中的那樣空無一物，而是存在著一種被稱為「量子漲落」的現象，這種現象簡單來講就是，真空中會不停地產生正負虛粒子，它們總是會成對地產生，然後在極短的時間之內湮滅。

霍金據此推測出，當虛粒子對出現在黑洞的「事件視界」邊緣的時候，有可能出現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，負虛粒子逃逸。

根據霍金的計算，在上述4種情況之中，第3種情況出現的概率最大，需要知道的是，負虛粒子攜帶的是負能量，因此在黑洞吞噬了負虛粒子之後，它的能量就減少了。那這些能量到哪裡去了呢？當然就是被逃逸的正虛粒子帶走了。

根據相對論質能等價原理，黑洞損失了能量，就相當於黑洞損失了質量，這就意味著，在上述的第3種情況發生之後，黑洞就會變小。

實際上，這種機制就被稱為「霍金輻射」，霍金認為，黑洞會通過「霍金輻射」不斷地「蒸發」，隨著時間的流逝，宇宙中所有的黑洞遲早都會「蒸發」殆盡，而這也就意味著，那些真正被黑洞吞噬掉的星球物質，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裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見。

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