黑洞十问

正在并合中的黑洞。来源／Wiki

第 1 问：黑洞的另一端会是什么样呢？

答：按照现有的一些看法，黑洞的另外一端可以连接着白洞，也意味着掉入到黑洞的东西，会沿着黑洞的另外一头出去。也有些看法认为，黑洞是连接另外一个宇宙或者星系的通道，到目前有不同的说法，因为我们没法进行验证，所以究竟哪一种说法对，我们还不知道。

第 2 问：两个黑洞相遇的话，是不是会融合成为更大的黑洞？

答：两个黑洞相遇的话，应该会有可能融合成一个很大的黑洞。这里说会有可能，是因为虽然两个黑洞在最后彼此融合只需要很短的时间，然而它们需要很长的时间才会彼此融合到一起，如果周围有气体存在的话，会产生一定的电磁辐射，如果周围没有气体，那么两个黑洞在绕转的过程当中，会有相应的引力波产生。到目前为止，LIGO 探测器已经探测到了将近 100 例左右的双黑洞合并的系统了。

第 3 问：银河系中心的黑洞将来会不会吞噬整个银河系？

答：在我们银河系的中心有一个超大质量的黑洞，在银河系的其它地方分布着上亿个左右的恒星级黑洞。对于黑洞的长大其实就是通过不断吞噬周围的物质，然而我们知道，我们银河系中心的黑洞质量大约是 400 万倍的太阳质量，虽然在其周围有一定的气体和恒星，但是这些恒星或者说其他的天体运行距离相对都比较远，所以很难直接变成黑洞的一部分，只有那些非常靠近黑洞的部分才会变成黑洞的一部分。所以我们说银河系中心的黑洞并不会吞噬整个银河系，进而变成一个超大的黑洞。

黑洞与白洞的想象图。来源／Wiki

第 4 问：黑洞是不是个有意识的洞？好像饕餮，什么都吃。

答：如果是一个有意识的洞，那么黑洞就会选择性的吃东西，然而据我们现在所知，黑洞是对所有掉入其中的事物不加选择，只要掉入到黑洞中去，便会成为其一部分。

第 5 问：霍金说黑洞不仅仅能吸收一切物质（包括光线），同时也会放出一些物质，那么放出的这些东西到底是什么呢？是物质？还是能量？

答：按照我们现在的理解，黑洞是一个无所不吃的天体，凡是在黑洞附近，都会被黑洞吸进去变成自身的一部分，这就是我们所理解的经典黑洞。然而我们知道，黑洞不仅仅会将附近的物质吸收变成自身一部分，与此同时，也会释放出一部分极其微弱的辐射，这就是非常著名的霍金辐射，因为物理学家霍金最早预测此辐射的存在。尽管霍金预言了此辐射的存在，但是很遗憾的是到目前为止我们还没有探测到这种辐射，虽然有研究人员曾经试图探测到它们，因为它们太微弱了。因为目前没有直接的探测，所以都是一些理论上的说明。按照理论而言，这种放出来的东西既可以是物质，也可以是能量。

第 6 问：爱因斯坦在晚年曾否定过黑洞的存在，那么我们如今所说的 " 黑洞 " 是否是爱因斯坦所设想的黑洞，如果不是，那黑洞是否存在，不是又是为何？是不是爱因斯坦错了呢？

答：在爱因斯坦在的年代，首先对于黑洞是否真的存在的问题大家都不是很清楚，我们知道，1915 年爱因斯坦提出广义相对论，而在几个月之后，身处德国战线的史瓦西就得到了没有转动黑洞的精确解。然而因为没有转动，宇宙间的一切天体也都是有转动的，所以爱因斯坦在去世之前的一段时间之内，都不太相信黑洞的存在，这种局面一直持续到爱因斯坦去世之后的一些年。一直到 1963 年，新西兰的数学家罗伊 · 克尔（Roy Kerr）得到了旋转黑洞的精确解，而在之后一年，目前所知道的第一个黑洞候选体被发现。所以证明了爱因斯坦的说法是不对的。我们知道爱因斯坦提出了光电效应，狭义和广义相对论等等，但是爱因斯坦也是会犯错误的，最为知名的就是爱因斯坦相信稳态宇宙，后来当宇宙膨胀被发现的时候，爱因斯坦就说这是他犯过的最大错误。

霍金辐射的想象图。来源／Wiki

第 7 问：黑洞是二维的还是三维的？

答：对于黑洞究竟是二维的还是三维的，目前并没有确切的观测答案。我们通常的认识是一个三维的黑洞，类似于一个球体，只要有东西掉入，最后就会掉入到黑洞里面。然而新近的一些膜理论认为，我们所认识的一些黑洞，其实是一个膜，并不是所谓的三维事物，掉进去的事物其实都是集中在黑洞的表面。

第 8 问：每一个黑洞都可以产生黑洞喷流吗？

答：黑洞的喷流是与黑洞周围的气体紧密相关的。要想产生喷流，首先黑洞周围要有足够的气体，这些气体形成一个气体盘，最后如果条件合适的话，那么部分的气体会在掉入黑洞的过程中，掉入到黑洞之前，沿着黑洞的转轴方向喷射出去，形成喷流。所以说喷流只是在特定情况下产生的，在宇宙当中，大约只有 10% 左右的超大质量黑洞才会产生黑洞喷流。

第 9 问：大型强子对撞机是怎么产生黑洞的？

答：到目前为止，我们还没有利用对撞机产生黑洞，这仅仅是大家的一个设想而已。

第 10 问：银河系的中心是超大质量的黑洞吗？

答：我们银河系的中心是超大质量黑洞，它的质量是 400 万倍的太阳质量。美国 UCLA 大学的安德烈亚 · 盖兹（Andrea Ghez）教授和德国马克斯 - 普朗克太空物理学研究所的莱因哈德 · 根泽尔（Reinhard Genzel）教授因确认银河系中心是黑洞并且测量它的质量而获得了 2020 年的诺奖。尽管我们银河系中心的黑洞引力超强，但它也是对它附近或者靠近它的天体、气体才有破坏力，对于距离它比较远的物理没有太多的作用，其它的天体可以安然地存在。

钱德拉 X 射线空间望远镜拍摄的银河系中心超大质量黑洞方向。版权／MIT