黑洞,堪称宇宙中最诡异的天体,能吞噬一切靠近的物体,哪怕是光也逃脱不了。
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普通吃瓜群众对于黑洞的了解大概率到此为止,甚至会“望文生义”,误认为黑洞就是一个“洞”,实际上黑洞并不是洞,也不是黑的,它也是一种天体。
而黑洞最恐怖的一个特点或许是:它有抹去整个宇宙的能力!
这并非危言耸听,更不是我信口开河。
下面就具体分析一下黑洞的相关科普知识,全面了解黑洞的前世今生。
我们通常所讲的黑洞是“恒星类黑洞”,言外之意,是大质量恒星死亡之后的残骸。大质量恒星死亡过程中通常会发生超新星爆发,核心物质在引力作用下开始急剧向内坍缩,最终会形成中子星或者黑洞。
黑洞是没有大小的,所有物质都集中在奇点,奇点是一个无限致密的点,没有大小。
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我们通常所说的“黑洞大小”其实是指黑洞事件视界的大小。任何物体一旦越过事件视界,就会有去无回,永远不可能在回到我们的宇宙,实际上就等同于到了另外一个世界,那里到底什么样,没有人知道。
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为什么?
因为黑洞不但吞噬物质,还吞噬信息,任何信息一旦越过事件视界,也是有去无回。假如你掉进黑洞后还能好好活着,无论如何你也不可能向外界传递任何信息。
不过,这里就有一个悖论,所谓的“黑洞信息悖论”:宇宙中的信息是守恒的,不可能无缘无故消失,那些被黑洞吞噬的物质和信息真的消失了吗?如果没有消失,最终都去哪里了?
信息,是比物质更本质的存在方式。物质可以消失,但信息绝不会消失。
信息,看不见摸不着,可以通俗理解为“物质粒子的排列方式”。
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举个例子,煤炭和钻石都是由碳原子构成,但排列方式不同,就会形成不同的物质。原子并没有改变,变化的就是最根本的信息。
理论上讲,如果人类科技足够发达,可以任意操纵原子,创造出任何物质。
量子力学表明,信息是最牢不可破的,信息只能改变,但不会消失。比如,一张纸可以燃烧成灰烬,看起来好像消失了,其实并没有。只要收集到燃烧过程中的所有原子,还有产生的辐射能量,理论上还有重新还原纸张。
不过,诡异的黑洞好像让信息莫名其妙地消失了。显然这动摇了现代物理学基础,该如何解释这个“黑洞信息悖论”呢?
科学家们给出了以下几种猜测:
1.信息当然没有消失。这个结果很可能意味着一定存在更高级的大自然法则才能解释,这个高级大自然法则到底意味着什么?没有人知道。
2.信息很可能只是被隐藏起来了。
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有科学家认为,被黑洞吞噬的信息可能到达另一个宇宙或者高维度,由于维度的差异,我们无法再观测到那些信息。这就好比你的硬盘坏掉了,并不意味着硬盘上的信息消失了,只是你无法再读取了。
3.信息被存储在黑洞的事件视界上。
该观点认为,黑洞就是一个“超级硬盘”,把所有吞噬掉的物质信息都存储在事件视界上。这个方式就像我们把纸质书籍转化为电子书籍,可以极大提升存储效率,而黑洞事件视界的信息存储能力超乎想象。
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到底有多强?
一个3倍太阳质量的黑洞,可以存储10⁶⁰比特的信息量。你可能对这个信息量没有直观感受,这么说吧,10⁶⁰比整个可观测宇宙的原子总数还要多!
黑洞把物体信息“编辑”在事件视界的过程,有一个物理学术语:全息原理。
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果真如此的话,由于黑洞存在霍金辐射,在这个过程中,可能把信息带走,这意味着物体的信息并没有消失。
问题到这里并没有结束,
如果继续深挖,会让我们重新审视我们生活的现实世界。如果被黑洞吞噬的物体真的被编码在了事件视界,就意味着物体其实就相当于“降维”了,从三维物体编码到了二维平面,这个过程被称作“全息投影”。
如果黑洞事件视界真的是全息投影,意味着里面所有事务都只是编码在了事件视界,并不是真的在黑洞内部。
继续深挖,会引出一个细思极恐的结论:如果生活在黑洞里面的生物(假设存在)意识不到自己只是被编码在了二维平面,你我生活的三维世界,会不会也只是编码在事件视界的二维图像?
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或许,我们生活的真实三维世界,其实并不真实,只是某个遥远的高维度世界的“投影”而已!
到这里,你能理解黑洞有多恐怖了吧,也明白为何科学家如此执着探索黑洞了吧。
因为黑洞很可能隐藏着颠覆所有人认知的宇宙终极奥秘!
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