黑洞是一種極端天體(ti) ，是天體(ti) 食物鏈的頂端，宇宙中不管是恒星還是星雲(yun) 物質，隻要進入了黑洞的勢力範圍，都無一例外地被其黑乎乎的大口吞噬，咀嚼過程會(hui) 在大口（事件視界）外迸發出耀眼的光亮，最終連一點骨頭渣子都不剩，真可謂吃星不吐骨頭，連光也被吞噬。

那麽(me) ，黑洞每天吃呀吃，光吃不拉，這些吃的東(dong) 西都到哪裏去了呢？其實在民間有一種傳(chuan) 說，有點像這個(ge) 黑洞習(xi) 性，就是龍生九子各個(ge) 不同，其中有一個(ge) 龍的兒(er) 子叫貔貅，就是沒屁眼的貨，光吃不拉，吃得肚子脹鼓鼓的。

這種玩意本來就不符合生物學規律，光吃不拉肯定不消化，最終不就會(hui) 脹死了？但財迷心竅的人們(men) 就喜歡這個(ge) ，覺得這玩意能夠聚財，因此生意人老喜歡弄個(ge) 貔貅擺件放在桌子上，或者弄個(ge) 貔貅掛件掛在脖子上，取其聚財之意。怪不得民間有一句俗語叫“越有越棍”，就是越有越吝嗇之意，這不正合了這種光吃不拉的秉性嗎？

黑洞也光吃不拉，貔貅會(hui) 吃大肚子，黑洞也會(hui) 越吃越大，就是它的史瓦西半徑（事件視界）會(hui) 越來越大。但黑洞不是生物，因此無需符合生物學規律，不會(hui) 被脹死。那麽(me) 黑洞吃的東(dong) 西都到哪去了呢？

要弄清這個(ge) ，就要想了解一些黑洞的屍骸兄弟們(men)

恒星死亡後會(hui) 留下一個(ge) 殘骸，有人也把他們(men) 叫做屍骸。屍骸有幾種，一種比一種厲害。按常規邏輯，恒星越大，屍骸當然就會(hui) 越大，反之就越小。但奇怪的是這些屍骸正好相反，越大的恒星屍骸越小，越小的恒星屍骸越大。

比如最小的紅矮星，最終的屍骸就是一個(ge) 冷卻後稍微收縮的星球，叫黑矮星，大小大概和土星、木星差不多，體(ti) 積有地球至少百倍以上（上圖）；質量大於(yu) 太陽0.8倍到8倍以下的恒星，死後的屍骸就有地球這麽(me) 大，叫白矮星，但質量卻有太陽的0.5~1.4倍，相當地球質量的十幾萬(wan) 到幾十萬(wan) 倍；比太陽質量大8倍到30倍以內(nei) 的恒星，死後留下的屍骸隻有約10千米半徑，叫中子星，質量至少有太陽的1.44倍到2倍多；比太陽質量大30倍以上的恒星，死後屍骸半徑隻有幾千米，質量卻大於(yu) 太陽3倍以上。

由此我們(men) 可以看出，越大質量的恒星，死後的屍骸越小，質量卻越大。這說明一個(ge) 什麽(me) 問題呢？就是質量越大的恒星，核心壓力越大，把物質壓縮得越致密。而人類對物質的認識，隻能到達中子簡並壓物質，也就是依靠中子與(yu) 中子之間斥力保持物質有形狀態的物質，這就是中子星物質。

中子星物質密度可達1立方厘米億(yi) 噸以上，最高可達數十億(yi) 噸。在這個(ge) 基礎上，如果中子星質量再增加，達到3個(ge) 太陽質量左右時，中子簡並壓就無法支撐物質的有形狀態了，就會(hui) 無限坍縮，變成一個(ge) 體(ti) 積無限小的奇點，這就是黑洞。

也就是說黑洞裏的物質已經不是人類所認識的物質，也可以說是屬於(yu) 超時空物質。何謂超時空？就是不屬於(yu) 我們(men) 四維時空的世界了，而是另一個(ge) 其他維度世界的東(dong) 西了。

人類認識的物質形態

我們(men) 人類迄今發現世界存在118種元素，我們(men) 認識的所有物質都由這118種元素組成。這些物質或由單一元素組成，或由許多元素合成，這就是我們(men) 看到千姿百態的世界。元素都是由原子組成的，因此物質的基本性質是由原子而體(ti) 現出來的。

到了白矮星這個(ge) 層次，物質就已經脫離了118種元素的概念，因為(wei) 體(ti) 現物質性質的原子在這個(ge) 時候已經被壓垮了，但這時的原子核還保持著完整形態。這是因為(wei) 電子與(yu) 電子之間的斥力，形成了電子簡並壓，奮力抵禦著引力導致的向心壓力，維係著物質形態不垮塌。

這種狀態下，原子雖然已經被壓扁，外圍電子被壓跑成為(wei) 自由電子，但電子與(yu) 電子之間的斥力讓電子之間無法靠攏，形成電子海洋，而原子核就在這片電子海洋中蕩漾，依然保持著優(you) 雅的完整形象。

這種電子簡並壓、中子星簡並壓現象，是一個(ge) 叫泡利的科學家發現的，因此人們(men) 把這種現象叫泡利不相容原理，就是所有費米子粒子都有相互排斥不靠攏的性質，而電子、中子、誇克都屬於(yu) 費米子粒子。

依靠電子簡並壓維係的白矮星，原子還保留著核的完整，到了更大的恒星發生超新星爆炸後，核心壓力超過了電子簡並壓能夠承受的狀態，物質就垮塌成一個(ge) 中子星。這時候的原子就完全被破壞了，壓碎了，電子再也無法保持自由電子狀態，而被巨大壓力壓進了原子核，帶負電的電子與(yu) 帶正電的質子中和後成為(wei) 了中子，加上原有的中子，整個(ge) 星球就成為(wei) 了一個(ge) 巨大的中子核。

中子星整個(ge) 成為(wei) 一個(ge) 大中子核，隻是一種大致情況，實際上從(cong) 表麵到核心，其密度是梯次增加的，在表麵和淺處，還存在著一些沒有完全被壓進原子核的電子，從(cong) 這個(ge) 意義(yi) 上來說，中子星並非鐵板一塊，完全是中子組成。但白矮星和中子星都不再是我們(men) 認知的元素性質物質了，是物質的第五和第六態。

宇宙中有誇克星存在嗎？

理論上，中子簡並壓被壓垮後，還有誇克簡並壓支撐，因此有人提出，宇宙中可能存在誇克星。這種天體(ti) 比中子星更小，質量卻比中子星更大。但迄今並沒有觀測到這種天體(ti) ，誇克星到底存不存在就還是一個(ge) 懸案。現在比較流行的理論是，當中子星質量到達奧本海默極限時，就會(hui) 坍縮成一個(ge) 黑洞。奧本海默極限目前沒有精準量化定義(yi) ，一般認為(wei) 在3個(ge) 太陽質量左右。

既然黑洞物質已經不是我們(men) 認識的物質，那麽(me) 這些物質到哪裏去了也就無從(cong) 查考了。其實根據現在理論，這些物質雖然不見了，但都還在黑洞中。因為(wei) 人們(men) 雖然看不到它，但黑洞張揚的個(ge) 性把其質量和角動量、電荷都暴露了。

這就是黑洞的史瓦西半徑，或者叫事件視界。

所有黑洞無論質量大小，即便是迄今已知1040倍太陽質量的最大黑洞，即編號為(wei) SDSS J073739.96+384413.2的黑洞，中心也隻有一個(ge) 無限小的奇點，但這個(ge) 奇點所形成的史瓦西半徑就與(yu) 質量成正比了。

史瓦西半徑是任何物質都具備的一個(ge) 質量臨(lin) 界值，就是任何物質一旦被壓縮進這個(ge) 臨(lin) 界值，就會(hui) 無限坍縮成一個(ge) 奇點，並在臨(lin) 界值處形成一個(ge) 球狀極端奇異空間，這個(ge) 空間當然就與(yu) 質量成正比了。在史瓦西半徑臨(lin) 界處被稱為(wei) 事件視界，這裏是黑洞能看見部分和看不見部分的交接處。

黑洞質量、角動量、電荷影響就在視界處形成，所有靠近這裏的物質會(hui) 被黑洞巨大引力形成一個(ge) 吸積盤，發著明亮的可見光和X射線，甚至伽馬射線，由此黑洞才被人類所觀測。當物質被吸入事件視界以內(nei) 時，一切就都看不見了。

雖然進入黑洞的物質都看不見了，但通過其對周邊時空導致的影響，史瓦西半徑的大小，可以計算出這個(ge) 黑洞的質量，因此可以肯定的是這些物質都還在黑洞裏麵，並沒有消失。有一種理論認為(wei) ，黑洞奇點處是一個(ge) 時空轉換節點，在那個(ge) 地方我們(men) 世界的時空消失，而在超時空出現。鑒於(yu) 此，有人認為(wei) 在奇點處可以實現時空穿越，但這種猜想永遠也無法證實。

黑洞吃下的東(dong) 西會(hui) 吐出來嗎？

理論上，黑洞也不是光吃不吐，已經逝世的著名科學家霍金就創立了一個(ge) 理論，叫霍金輻射，也叫黑洞蒸發。這個(ge) 理論認為(wei) ，黑洞裏的物質也並不是一點也不吐出來，它會(hui) 以輻射或蒸發的方式不斷減少自己質量。

但這種釋放隻是量子級的，隻有極少數粒子逃脫而形成黑洞蒸發。這種蒸發的速度是黑洞越小越快，越大越慢，隻有原子級別黑洞會(hui) 瞬時蒸發殆盡，稍大的黑洞所吸收的宇宙背景輻射或星際物質，遠遠大於(yu) 蒸發量，因此需要長得令人發指的時間才能夠蒸發完。

經過計算，1個(ge) 太陽質量黑洞蒸發時間需要10^64年，也就是1後麵跟著8個(ge) 億(yi) 年，宇宙中最大黑洞蒸發時間需要10^100年。這個(ge) 時間早就大大超過科學界估算的宇宙壽命了。由此看來，黑洞吃下去的物質會(hui) 牢牢深藏裏麵，誓與(yu) 宇宙共存亡！

對此，你怎麽(me) 看呢？歡迎討論，感謝閱讀。如喜歡就請給個(ge) 關(guan) 注和點讚吧，再次感謝。

時空通訊原創版權，侵權抄襲是不道德的行為(wei) ，敬請理解合作。


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情