黑洞的本質是什麽?或許是對黑洞本質最通俗的解讀!

宇宙時空 2024-05-11 15:16:21

黑洞,堪稱宇宙中最詭異的天體,它不但能吞噬並撕裂一切靠近的物體,同時還有一個聳人聽聞的特性;黑洞甚至可刪除宇宙!

具體怎麽回事?我們先從頭說起。

黑洞,其實很容易理解,任何物體只要被壓縮到足夠小空間內,都可以成爲一個黑洞。比如說我們的太陽,如果被壓縮到直徑只有3千米大小,就會成爲一個黑洞。而我們的地球需要被壓縮到玻璃球大小,才能成爲黑洞。

每個黑洞都存在事件視界,也就相當于黑洞的邊界。任何物體一旦越過事件視界就有去無回,這也是爲什麽無論如何我們都很難知道黑洞裏面到底是什麽,因爲任何信息都不會從黑洞裏面發射出來,即便我們不懼任何危險,親自到黑洞裏面看一看,也無法把看到的一切告訴給外面的世界。

不過,雖然人們無法親自前往黑洞裏面一探究竟,但仍舊可以通過間接的方式了解黑洞的本質。具體來說就是“霍金輻射”,通過霍金輻射,我們可以進一步了解黑洞的本質。

何爲“霍金輻射”?通俗來講是這樣的。根據量子力學不確定性,黑洞周圍的真空環境,會隨機衍生出來正反虛粒子對,這些虛粒子對通常情況下會瞬間湮滅然後消失。

不過,也可能會出現下面這種情況:某個偶然的機會,衍生出來的虛粒子對的其中之一被黑洞吞噬掉了,另一個虛粒子由于找不到自己的“同伴”,不會發生湮滅,就會逃逸到太空,成爲實體粒子。

這個過程就是“霍金輻射”,表現出來的就是黑洞一直在蒸發,黑洞正是通過“霍金輻射”不斷蒸發損失質量的。不過,霍金輻射的過程極其漫長,因爲虛粒子對本身就屬于量子層面,而且霍金輻射發生的概率也並不高。

舉個例子就明白霍金輻射到底有多慢了。比如說,一個太陽質量那麽大的黑洞,需要一百億億億億億億年,也就是10的50次方年,才會損失0.0000001%的質量!

不過,霍金輻射的速度會隨著時間流逝變得越來越快,在漫長的時間過後,黑洞也會蒸發完畢,從宇宙中徹底消失。

但這裏就出現一個問題,當黑洞消失的時候,意味著它也刪除了一些最基本的東西,那就是信息。

何爲信息?信息是物體的基本要素,雖然信息沒有實體形態,但它是比實體物體本身更基本的存在。信息可以通俗理解爲微觀粒子的排列組合方式。就好比同樣是碳原子,組合排列方式不同就會得到完全不同的物質,就好比鑽石和煤炭一樣。

往大了說,在一根香蕉裏加一些原子,然後改變原子的組合方式,就可能得到一只鳥。因爲宇宙萬物都是由最基本的粒子構成的,基本粒子就是那些,是有限的。萬物之所以如此不同,就是因爲組合方式不同,也就是信息不同造成的。

量子力學,物體可以被摧毀,但信息絕不可以,信息永遠不會消失。就好比點燃一張紙,紙消失了,但紙張的信息仍舊存在,只是很難讀取到罷了。如果我們能收集到紙張燃燒後的所有灰燼,輻射,氣體等,然後按照一定的原子組合排列方式重新組合,一定能重新複原那張紙。

但是黑洞的出現讓我們有些尴尬,黑洞消失看起來把信息完全摧毀了,這就出現了嚴重的問題,也就是“黑洞信息悖論”。

一方面,信息堅不可摧。但另一方面,黑洞似乎在摧毀信息。如何才能解釋黑洞信息悖論呢?科學家們給出了以下幾個答案。

第一,信息真的消失了,這種結果意味著我們已知的所有物理法則都被顛覆,必須重新啓用一套完全不同的物理定律,至于什麽樣的物理定律,沒有人知道。

第二,信息沒有丟失,只是隱藏了起來。該觀點認爲,黑洞可能會分離出子宇宙,看起來丟失的信息只是傳輸到了子宇宙裏,而我們很難與子宇宙進行互動。這就好比一個壞了的硬盤,硬盤上的信息並沒有消失,但硬盤本身對于我們來講也沒什麽意義了。

第三,信息被儲存在了事件視界。這種觀點認爲,黑洞就是一個超級硬盤,把所有的信息都存儲在了自己的事件視界上,就好像把紙質書轉換爲了電子書一樣。

所有被黑洞吞噬的物體信息都沒有消失,只是保留在了事件視界上,這種觀點其實就是“全息宇宙”理論。黑洞在通過“霍金輻射”不斷蒸發的過程中,會把信息帶走,但信息本身並沒有消失。

如果全息宇宙論被證實是正確的,將徹底顛覆我們的宇宙觀,因爲那意味著我們需要從最基本的層面改變對現實的理解。

所有被黑洞吞噬的物體信息都被存儲在事件視界表面上,意味著三維物體被編碼在一個二維表面上,這就相當于是“全息投影”。全息投影,就類似3D影像一樣,平時我們用的信用卡芯片就有一個二維的3D全息影像,看起來是三維的,其實是二維。

如果所有事物都被編碼在黑洞事件視界上,意味著在黑洞內部生活的人感受到的三維生活,在黑洞外面來看,其實只是黑洞事件視界表面上的二維圖片。

這樣的規則或許也適用于整個宇宙,你我只不過是生活在被編碼的二維表面上,我們只是另一個世界的二維投影而已!

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评论列表
  • 2024-05-25 10:34

    黑洞是由最重元素(粒子)物質(即最陰)會聚自然構成最陰天體。而太陽(又稱白洞)則由氫等輕元素(粒子)物質(即最陽)會聚自然形成最陽天體。黑洞與自洞(即太陽)對立統一自然分布在本雙太系(即人類所在的太陽太陰系)的內外兩極,太陽(即白洞)是本雙太系中心的宇宙細胞核,而太陰(黑白)則是本雙太系與相鄰雙太系共同的宇宙細胞外殼。本雙太系從中心的太陽(即白洞)開始,結束于太陰(黑洞),再往外就會進入相鄰其它雙太系。詳見《守正創新國學現代化》一文及《本雙太系圖》。龔木益

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