如果人掉進黑洞下場會如何？

月光

你即將要掉入一個黑洞。儘管困難重重，若是你存活了下來，在你面前等待的會是什麼？
你最後會出現在哪裡，若是你設法回來，你又會經歷怎樣的故事呢？

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黑洞內部為何？

對於這些問題的答案，英國杜倫大學（Durham University）物理學家理查·馬塞教授（Richard Massey）解釋：「誰曉得呢？」。馬塞教授完全深知黑洞的神秘。他表示：「落入事件視界意思就是與世長辭：一旦落入事件視界後，沒有人可以傳送訊息回來，因為這些人會被極大的重力撕裂成碎片，所以我懷疑任何掉入黑洞的人能去到任何地方。」

若這聽起來似乎是個令人失望且痛苦的答案，這是可以預料的。自從愛因斯坦（Albert Einstein）的廣義相對論被認為預測了黑洞是由重力的動作將時空連結，已知黑洞是源自一顆巨大恆星的死亡，而留下一顆小而高密度的核心。若假設這顆核心具有超過太陽約 3 倍的質量，則其重力會巨大到讓其本身落入一個單一點，或是所謂奇異點，也就是黑洞無限稠密的核心。

所形成的黑洞會有極強大的重力拉力，以至於連光都無法躲掉。因此，若是你發現自己位於事件視界，也就是根據德國天文學家卡爾·史瓦西（Karl Schwarzschild）所提出的，光及物質只能往內通過之處時，就完全無法逃脫。根據馬塞教授的說法，潮汐力會將你的身體變成好幾束的原子線，也就是所謂的「麵條化」（spaghettification），而物體最終會在奇異點被壓碎。至於你可能會出現在某處，或許是在另一邊的想法，則是不可能的。

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若黑洞真的會通到另一個星系或另一個宇宙，在另一側就必須有個與之相反的物體。是否可能如同俄羅斯宇宙學家伊戈爾·諾維科夫（Igor Novikov）於 1964 年提出的理論：一個白洞（white hole）？諾維科夫提出一個黑洞會連結到一個存在於過去的白洞。不同於黑洞，白洞會允許光及物質離開，但是光跟物質無法進入。


科學家持續探索黑洞及白洞之間的可能連結。物理學家卡洛·羅威利（Carlo Rovelli）及霍爾·哈格德（Hal M. Haggard）於 2014 年發表的研究中所述：「在一個有限的時空區域之外，也就是物質崩解入黑洞並從白洞出現之處，存在著一個滿足愛因斯坦方程式的公制。」也就是說，所有被黑洞吞入的物質可能會被吐出，而且黑洞可能會在死後變成白洞。


黑洞的崩毀不會破壞它吸入的訊息。相反地，黑洞將經歷量子反彈（quantum bounce），使得訊息得以脫逃。若是如此，它將為理論物理學家史蒂芬·霍金教授（Stephen Hawking）的理論提供一些啟示。霍金教授在 1970 年代探討了量子漲落（quantum fluctuations）而導致黑洞發出粒子和輻射（熱能）的可能性。


芬克拜納教授表示：「霍金認為黑洞不會永遠存在。」在霍金於 1976 年發表的研究中，他計算出輻射會造成黑洞失去能量、縮小並消失。根據霍金的說法，放射出的輻射是隨機的，而且不包含關於掉入黑洞的訊息，當黑洞爆炸時，會消除大量的訊息。


也就是說，霍金的想法與量子理論不一致，因為量子理論認為訊息是無法被摧毀的。物理狀態的訊息只會變得更難找，因為若訊息消失了，就變得無法知道過去或未來了。霍金的想法產生出「黑洞資訊悖論」（black hole information paradox），長期以來一直困擾著科學家。有些人認為霍金的想法是錯誤的，而他甚至也曾宣稱自己犯了這個錯誤。


那麼，黑洞會放射出保存的訊息，並透過白洞將其丟出嗎？或許如此。在 2013 發表的一篇研究中，路易斯安那州立大學（Louisiana State University）的霍爾赫·普林教授（Jorge Pullin）及烏拉圭蒙得維的亞共和國大學（University of the Republic in Montevideo, Uruguay）的羅多佛·甘比尼教授（Rodolfo Gambini）將迴圈量子重力論（loop quantum gravity）應用於黑洞，並發現重力往核心增加，但會減少並掉下任何進入宇宙另一區域的東西。這個結果給予黑洞作為入口想法的額外支持。在這個研究中，奇異點不存在，所以不會形成堅不可摧的障礙而壓毀任何遇到的事物。這也代表訊息不會消失。