被黑洞吞噬的物質(zhì)都去哪了，會(huì)不會(huì)到達(dá)另一個(gè)宇宙？

當(dāng)物質(zhì)，無論是恒星、行星還是不幸的宇航員，被黑洞的引力捕獲時(shí)，它的旅程便踏上了一條不歸路，隨著距離的拉近，物質(zhì)會(huì)開始圍繞黑洞高速旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)明亮熾熱的盤狀結(jié)構(gòu)，即“吸積盤”。

在這個(gè)過程中，劇烈的摩擦?xí)蛊錅囟壬咧翑?shù)百萬攝氏度，并釋放出強(qiáng)烈的X射線，這使得天文學(xué)家能夠間接地“看到”這些原本不可見的宇宙巨獸。

隨著物質(zhì)越來越接近黑洞的本體，時(shí)空扭曲的效應(yīng)也愈發(fā)顯著。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，巨大的質(zhì)量會(huì)彎曲其周圍的時(shí)空。在黑洞附近，這種彎曲是如此極端，以至于光線都無法逃逸。這個(gè)“有去無回”的臨界點(diǎn)，便是著名的“事件視界”。

對于一個(gè)遙遠(yuǎn)的觀測者來說，一個(gè)物體在接近事件視界時(shí)，其時(shí)間流逝會(huì)變得越來越慢，最終似乎在事件視界上永遠(yuǎn)“凍結(jié)”了。然而，對于墜入黑洞的物體本身而言，它將毫無停歇地穿過事件視界，繼續(xù)向黑洞的中心墜落。

在穿越事件視界之前或之后不久，墜入的物質(zhì)會(huì)經(jīng)歷一個(gè)被稱為“面條化效應(yīng)”的恐怖過程，這是由于黑洞極強(qiáng)的潮汐力造成的，簡單來說，一個(gè)物體的不同部分所受到的引力大小是不同的。當(dāng)一個(gè)物體（比如一顆恒星）靠近黑洞時(shí)，其朝向黑洞的一端受到的引力會(huì)遠(yuǎn)大于背離黑洞的一端。

這種引力差會(huì)像拉伸面條一樣，將物體在垂直方向上拉長，同時(shí)在水平方向上壓縮。最終，任何宏觀物體都會(huì)被撕裂成一串亞原子粒子流，螺旋著墜向黑洞。

所有被黑洞吞噬的物質(zhì)，最終都將歸于其中心的一個(gè)無窮小、無窮密度“奇點(diǎn)”，在這里我們所熟知的物理學(xué)定律，包括愛因斯坦的廣義相對論，都將失效。

在奇點(diǎn)，時(shí)空的曲率變得無窮大，密度和引力也同樣如此。這是一個(gè)連時(shí)間和空間本身都失去意義的地方。廣義相對論為我們描繪了物質(zhì)如何走向奇點(diǎn)，但它無法告訴我們物質(zhì)在奇點(diǎn)處究竟處于何種狀態(tài)，也無法預(yù)言接下來會(huì)發(fā)生什么。

這里的困境在于，描述宏觀宇宙和引力的廣義相對論，與描述微觀世界的量子力學(xué)，在奇點(diǎn)這樣極端的環(huán)境中產(chǎn)生了不可調(diào)和的矛盾。物理學(xué)家們普遍認(rèn)為，要真正理解奇點(diǎn)，我們需要一個(gè)能夠?qū)烧呓y(tǒng)一起來的“量子引力”理論。

那么被壓縮在奇點(diǎn)的物質(zhì)，有沒有可能通往另一個(gè)宇宙呢？

理論上，黑洞的奇點(diǎn)可能與一個(gè)“白洞”相連，白洞可以看作是黑洞在時(shí)間上的反演，物質(zhì)只能從中噴涌而出，而不能進(jìn)入，連接黑洞與白洞的通道，就是蟲洞。從理論上講，一個(gè)物體或許可以墜入黑洞，穿過蟲洞，然后從白洞中噴出，到達(dá)宇宙的另一個(gè)遙遠(yuǎn)區(qū)域，甚至是另一個(gè)全新的宇宙。

然而根據(jù)目前的計(jì)算，這種連接黑洞和白洞的“史瓦西蟲洞”是極其不穩(wěn)定的，它會(huì)在形成的瞬間就坍塌，任何物質(zhì)，甚至是光，都來不及穿過，此外要在理論上維持一個(gè)可供通行的蟲洞，可能需要一種具有負(fù)能量密度的“奇異物質(zhì)”，而這種物質(zhì)是否存在尚無定論。

一些更為復(fù)雜的黑洞模型，比如旋轉(zhuǎn)的“克爾黑洞”，其奇點(diǎn)并非一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)環(huán)，理論上，穿越這個(gè)“環(huán)狀奇點(diǎn)”或許可以避免被無窮大的密度摧毀，從而進(jìn)入另一個(gè)時(shí)空區(qū)域，但這同樣是建立在高度復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)之上，充滿了不確定性和悖論。

與通往另一個(gè)宇宙的猜想相對應(yīng)的是一個(gè)更為“內(nèi)斂”的理論，它同樣深刻地改變了我們對黑洞的看法，這就是由已故物理學(xué)家史蒂芬·霍金提出的“霍金輻射”理論。

霍金將量子力學(xué)的不確定性原理應(yīng)用于黑洞的事件視界，他提出在真空中，會(huì)不斷地涌現(xiàn)出轉(zhuǎn)瞬即逝的“虛粒子對”（一個(gè)粒子和一個(gè)反粒子），通常情況下，它們會(huì)立即相互湮滅，仿佛什么都沒有發(fā)生過，然而在黑洞的事件視界邊緣，其中一個(gè)虛粒子可能會(huì)被吸入黑洞，而另一個(gè)則逃逸到宇宙空間中。

對于遠(yuǎn)處的觀測者來說，這就好像黑洞在向外“輻射”粒子。為了維持能量守恒，這些逃逸的粒子所攜帶的能量必須由黑洞自身的質(zhì)量來彌補(bǔ)。這意味著，黑洞會(huì)因?yàn)檫@種輻射而極其緩慢地?fù)p失質(zhì)量，最終“蒸發(fā)”殆盡。一個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞，完全蒸發(fā)所需的時(shí)間比宇宙目前的年齡還要長得多。

霍金輻射的提出引發(fā)了一個(gè)更為深刻的問題，“黑洞信息悖論”。量子力學(xué)的一個(gè)基本原則是，信息永不丟失，然而如果一個(gè)黑洞最終會(huì)蒸發(fā)，那么最初形成它的物質(zhì)所攜帶的所有信息（例如，恒星的化學(xué)成分、行星的軌道數(shù)據(jù)等）似乎都將隨著黑洞的消失而永久地消失了。

回到我們最初的問題：被黑洞吞噬的物質(zhì)都去哪了？

根據(jù)我們目前最可靠的物理理論，它們被不可抗拒的引力拉扯、撕碎，最終被壓縮到黑洞中心的奇點(diǎn)，一個(gè)我們現(xiàn)有物理學(xué)無法描述的領(lǐng)域。

至于它們是否會(huì)到達(dá)另一個(gè)宇宙，答案是：極不可能，但并非完全沒有理論上的可能性。 蟲洞和通往其他宇宙的設(shè)想，雖然在理論上有所探討，但它們要么極其不穩(wěn)定，要么需要我們尚未發(fā)現(xiàn)的物理?xiàng)l件。大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為，這更可能屬于科幻的范疇。

相比之下，霍金輻射理論提供了一個(gè)更為科學(xué)的，盡管同樣匪夷所思的結(jié)局：黑洞并非永恒的監(jiān)獄，它會(huì)通過一個(gè)極其漫長的過程，將吞噬的物質(zhì)以能量的形式歸還給我們自己的宇宙。