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被黑洞吞噬掉的恒星物质,它们最终的结局会是什么?

被黑洞捕捉到的恒星,并不是大家想象中的那样被黑洞一口吞掉。由于角速度的存在,恒星会被黑洞巨大的引力撕裂,在这个过程中恒星的一部分物质会逃逸出去,而其它的物质沿着螺旋状的轨道落入黑洞的吸积盘。

这个吸积盘是一种围绕着黑洞旋转的、由弥散物质组成的盘状结构,落入吸积盘的恒星物质会在这里被不断加速,一些质量巨大的黑洞甚至可以将这些物质加速到接近光速。在如此高的速度下,恒星的物质会被撕裂成碎片,在摩擦力和引力的作用下,它们的温度也会升得很高,从而发出极为明亮的光,这个过程被称为“潮汐瓦解事件”。

吸积盘并没有进入黑洞的事件视界,黑洞的引力不足以约束所有的物质,当吸积盘增大到黑洞不能有效控制时,就会有一部分发生破裂,强大的冲击波会将一部分物质喷射出去,就像黑洞打了个饱嗝一样。因此,黑洞通常都不会将恒星的物质全部吞掉,在“潮汐瓦解事件”中,会有一部分恒星物质逃跑了。

从常理来讲,进入黑洞事件视界的物质,就不可能从黑洞表面逃逸出去了,它们会向黑洞的奇点(一个密度无限大、体积无限小、时空曲率无限大的点)靠拢,并最终失去维度从而在宇宙中消失。但如果黑洞真是这样这进不出,那它的质量就会无限增加,其事件视界的范围也会无限扩张,说不定整个宇宙都会被它吞噬掉,显然这是不可能的,因此科学家们提出了不同的见解,下面我们来看一看。

白洞理论

爱因斯坦的广义相对论指出,在宇宙应该存在着一种特殊的天体--白洞,它的特性与黑洞完全相反,是“只出不进"的天体。白洞只向外提供能量和物质,不吸收任何的东西,它是宇宙的喷射源。如果白洞真的存在的话,那么我们有理由相信在黑洞的另一头就是白洞,黑洞在这头吸收物质,白洞在另一头喷射物质,而被黑洞吃掉的恒星最终会通过白洞回到宇宙。

霍金辐射

史蒂芬·霍金教授认为黑洞会以某种特殊的方式向外辐射能量,他指出在宇宙空间中,会不停的产生成对的正反虚粒子,然后又在瞬间湮灭。当这样的情形发生在黑洞边界时,有可能会出现这种情况:成对的虚粒子中的一个被黑洞捕获,另一个却逃逸了,在这个时候,这个逃逸的虚粒子就带走了黑洞的能量,这就是著名的“霍金辐射”。因此我们可以认为,被黑洞吃掉的恒星物质,最终会通过“霍金辐射”的方式被释放出来。

M理论

而M理论则认为,我们的宇宙只是“一层宇宙膜”,它是来自高维宇宙的投影,在我们所处的宇宙膜之外,还有很多其他的宇宙膜。而黑洞具有强大的时空扭曲能力,能够在这些宇宙膜之间形成一个通道。如果真是这样,那么被黑洞吃掉的恒星,有可能就进入了另一个宇宙。

另外再说一个广义相对论描述的很有意思的场景,如果我们呆在黑洞外面,目送一个物体进入黑洞,这时我们就会看到这个物体在靠近黑洞的过程中会越来越慢,并最终定格在黑洞的事件视界。也就是说,从我们的视角来看,这个物体永远没有进入黑洞!

今天我们就先讲到这里,欢迎小伙伴们关注我们,我们下次再见

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