月光 發表於 2021-6-4 14:20:19

如果人掉進黑洞下場會如何?

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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?

月光 發表於 2021-6-4 14:20:44

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。

月光 發表於 2021-6-4 14:22:26

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。

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