如果被吸入黑洞會怎麼樣？可能不是你想的那樣

想像一下你在太空中漂浮。安靜而寒冷，寧靜但有點恐怖。突然間，你感覺到一股牽引力，起初是微弱的，但是當它把你拉向天空的一個空曠的地方時，這股力會變得越來越強。在你意識到這一點之前，你已經進入了一個黑洞。耶魯大學的普里亞姆瓦達·納塔拉詹（Priyamvada Natarajan）說：「就在那時，宇宙開始對你產生奇怪的影響。」

隨著之前第一張黑洞圖片的發布，任何關於這些時空怪物存在的剩餘疑問都將被消除。但是關於在黑洞系統內發生的事情，物理學家們仍然存在很大的爭議。那麼，你可能的命運是怎樣的呢？所有的物體都會互相施加引力，但在大多數情況下，這個力是相當弱的。在黑洞的例子中，引力是如此之強，以至於沒有任何東西-甚至是光-能夠逃脫。黑洞是如此巨大以至於時間本身開始扭曲。當你掉進去的時候，你不會有什麼不同的感覺，但是對於任何看著你的人來說，你似乎會變慢。

沿著這個宇宙排水孔的下水道，所有的光子被拉到你身邊，就會產生一股耀眼的光線繞著一個完全黑暗的洞旋轉，就像我們在「事件視界」望遠鏡小組的照片中看到的那樣。有兩個奇怪的效果會影響你的最後一步：隱約可見的黑暗將洗刷你的眼睛，因為黑洞的擴大的速度似乎比你想像的要快得多，周圍的恆星將開始扭曲和彎曲。

這是你最後一次逃跑的機會。再往前走，你就會越過視界，這是黑洞引力太大而無法抵抗的線。

納塔拉詹說：「當你能夠看到事件視界時，你可以看到星光在它周圍彎曲。」彎曲的光線會纏繞在黑洞周圍，但是當你加速穿過無法返回的點時，引力場的強度會改變你所能看到的光的性質。如果你的頸部肌肉有力量讓你最後看一眼你的肩膀，你身後的所有星光就會聚集在一起，形成一個紅色的點。與此同時，外層空間的寧靜將變成一片漆黑，你會覺得自己在下坡。

然後你的身體將遭受驚人的折磨。黑洞內部的引力增加得如此之快，以至於它不僅會壓碎你，還會以不同的速度把你身體的每個部分分開，從而導致「麵條效應」。如果你的腳先掉下去，你的腳踝會在你的脖子拉長成一串通心粉之前從你的膝蓋上伸出來，但是時間上的差異會很小，你可能不會注意到。納塔拉詹說：「它會在眨眼間發生，這可能不是最好的表達方式，因為你的眼睛會突然跳出來。」

在新出現的麵條效應後會發生什麼？

A：留在原地

熱力學定律是無情的。即使是黑洞也逃不過他們的審判。根據第二定律，宇宙中的熵或無序度永遠不會減少。所以當你的雜亂無章的身體掉進去的時候，它所包含的熵是不能被抹去的。這必須由黑洞本身熵的增加來解釋。但是如果黑洞有熵，它必須有一個溫度，所以，就像任何有溫度的物體一樣，它必須輻射熱量。

輻射怎樣才能逃離一個不可避免的物體？1974年，斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)想出了一種變通辦法，發明了一種現在以他的名字命名的輻射。

霍金輻射不是從黑洞的心臟冒出來的，而是由粒子和它們的反粒子雙胞胎組成的，這些粒子在視界附近突然出現。這樣的粒子對和反粒子總是隨處可見。這些亞原子孿生兄弟在本質上是聯繫在一起的，其中一個的任何變化都會立即影響到另一個。在量子力學的語言中，它們被稱為糾纏。

由於這種亞原子陰謀，任何落入黑洞的反粒子都會有一個夥伴粒子存活下來，輻射出去並降低黑洞的能量。但這給我們留下了一個令人擔憂的後果：在某一時刻，黑洞將完全輻射出去，把你帶走。

這種消失的行為違反了理論物理學的另一個基本原則：信息不能就這麼消失了。即使信息以一種形式被銷毀，就像一本書被扔進火中燒掉一樣，這些信息仍然保留在倖存下來的煙霧和灰燼的微粒中-儘管這種形式要難讀得多。物理學家依靠這種連續性來獲取有關過去的信息，並對未來作出預測。如果它能憑空出現消失，我們所知道的所有物理學都將變得毫無意義。

如果黑洞能摧毀信息，它就能毀掉你所有的蹤跡。遊戲結束。

B：等待黑洞釋放。

一些物理學家認為，當黑洞通過霍金輻射蒸發時，你可以保持在黑洞內，然後在它垂死的呼吸中釋放。這樣，至少你的一些信息不會永遠丟失，而是被囚禁了很長時間，因為黑洞慢慢地泄露而被釋放出去。

在遙遠的未來的某個時候，根據黑洞的初始尺寸，事件視界將變得非常之小，以至於即使是單一波長的光也不能再擠進去。在這一點上，與你的遺骸相關的輻射將會被釋放出來，除了黑洞過去所在的空曠空間之外，什麼也沒有留下。

但這場曠日持久的捉迷藏遊戲有一個致命的缺陷：黑洞不能決定它輸出輻射的速度，這是由熱力學定律決定的。某物發出的輻射越多，它應該得到的輻射就越小，而它得到的輻射越小，它能發出的輻射就越少。當黑洞變得足夠小，吐出它的最後一餐時，就不會有任何東西可以被驅逐了。黑洞會發出一聲嗚咽，而不是砰的一聲，你存在的任何殘餘痕迹都會消失。

C：尋找一個白洞出口。

就像黑洞不允許任何物體逃脫它們的引力一樣，被稱為白洞的假想物體也不能把任何東西聚集在一起。一種想法是，每一個黑洞都是通過一個稱為蟲洞的維度間隧道與一個白洞相連的。掉進一個黑洞里，你最終會被白洞扔出去的。

然而，對於法國艾克斯-馬賽大學(AIX-Marseille University)的卡洛·羅維利(Carlo Rovelli)來說，有一種方法甚至不需要蟲洞就能做到這一點。相反，他認為每個白洞過去都是一個黑洞，這意味著在遙遠的將來，當黑洞翻轉回一個白洞時，你的遺骸可能會被吐出來。但這種轉變是如何發生的呢？

一旦恆星坍塌形成黑洞，其組成的原子就緊密地結合在一起，開始受到量子物理定律的制約。這會導致一些奇怪的和違反直覺的現象。其中最重要的是所謂的量子隧道，它說粒子有一個小但非零的機會，通過一個原本無法穿透的屏障直行。羅維利說，對於落到黑洞中的粒子來說，這意味著它們理論上可以直接穿過其中心的無限密度的「奇點」，然後反彈回來。「落在黑洞內部的東西到達了中心，就像撞到了一堵牆，因為根據愛因斯坦的理論，它不能再回來了。」羅維利說，「但量子理論允許它『隧穿』並重新出現。」

這就創造了一種時空向外反彈的場景，形成了一個白洞。對於一個外部觀察者來說，這個過程需要數十億年的時間，但在內部，由於黑洞巨大的引力，時間將會加快。羅維利說：「你從中心跌落，經過另一邊反彈的時間將是幾毫秒。如果我們能往裡面看，你會看起來像被凍住了。」這個冷凍的你可能會從白洞里鑽出來。

恭喜你，你找到了一條離開黑洞的路。可能你看起來很混亂。

D：把自己輻射開

正如斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)所指出的那樣，黑洞不斷地發出輻射。那麼，如果你的身份不是被永遠摧毀或隱藏起來，而是以霍金輻射的形式泄露出來呢？不幸的是，這實際上使事情變得複雜得多。

霍金輻射是由虛擬粒子組成的，這些粒子在事件視界附近短暫地存在，其中一個糾纏的夥伴粒子被吸進去，而另一個則逃脫。但如果是這樣的話，量子力學給我們帶來了一個令人不快的悖論。我們已經知道霍金輻射的粒子和它們剛剛掉進去的夥伴粒子處於糾纏態。但是因為霍金輻射包含了每一個已經掉進去的粒子的信息(而且這些粒子和它們自己的輻射粒子糾纏在一起)，任何射出的粒子也必須和它之前的霍金輻射糾纏在一起。

量子力學不允許這種多配偶關係。一個被稱為糾纏的一夫一妻制的基本原理說，粒子不能同時和兩個東西糾纏在一起。如果你的信息想要通過霍金輻射離開黑洞，就需要在它身上發生其他事情。

這種情況下，你試圖違反量子物理定律。你可以在這三個選項之間選擇：突破火牆，發生時空泄漏，分裂宇宙。

1.突破防火牆

走出量子困境的一種方法是召喚出一堵防火牆。如果這個防火牆僅僅存在於事件視界內，它將打破黑洞外部任何正在消失的粒子和它們的夥伴之間的糾纏。

問題是，這種障礙物與阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論完全不相容，後者預測黑洞的事件視界不會感覺到與周圍空間有任何不同。根據愛因斯坦的說法，引力的拉力應該總是和加速的結果是無法區分的：如果你在火箭中快速地在太空中加速，你會感覺到引力正把你推回到你的座位上。這個等價原則應該在事件範圍的任何一邊都適用，這意味著當你穿過它時，你不應該注意到任何不尋常的東西。

但即使我們允許這種障礙的存在，這也不是一條很好的出路。如果你越過它，你將會被炸得乾乾淨淨，其他令人討厭的事情也一樣。

2.發生時空泄漏

圍繞黑洞的一個想法是，它們連接到一個跨越維度的宇宙蟲洞。但是如果不是進入另一邊的白洞，宇宙的管道就不是那麼壯觀了，那又會怎樣呢？

加州斯坦福大學的倫納德·蘇斯金德（Leonard Susskind）和普林斯頓大學的胡安·馬爾達塞納（Juan Maldacena）設想了一種蟲洞，這種蟲洞在許多方向上都是從黑洞分支出來的，就像一棵樹的根網路。每一個微小的管道只夠單個的霍金輻射光子出現，讓黑洞蒸發，同時避開防火牆和信息丟失的悖論。這些信息被保存下來，因為它沿著這些分支之一離開了黑洞，並且不會創建防火牆，因為沒有任何東西會穿越事件視界。更重要的是，由於我們已經消除了伴侶粒子，糾纏的一夫一妻制永遠不需要打破。雙贏！

不幸的是，有一個問題。據比利時魯汶大學的艾丹·查特溫·戴維斯（Aidan Chatwin-Davies）說，這一過程違反了量子物理學的核心原則，即信息不能被摧毀。如果你把一個量子實體扔進黑洞，得到的是熱輻射，它所包含的信息已經從我們的宇宙中消失了。這是一個很大的宇宙禁忌。

你試圖破壞信息保護，但這從來都不會順利。回去再試一次？

3.分裂宇宙

如果我們的宇宙不是唯一的呢？這是一個激進的想法，但它是量子力學多世界觀點的支持者認真對待的觀點。他們說，每當量子過程發生時，宇宙就會分裂，為每個可以想像的未來創造一個不同的平行世界。

這意味著，當你跳進黑洞時，所有可想像的結果都在某個平行的存在平面上發生。這意味著你似乎違反了信息守恆的基本原則，只要你這樣做的方式在另一個宇宙中得到了補償。

比利時魯汶大學的艾丹·查特溫·戴維斯表示，多世界多元宇宙的不同分支都是相互關聯的，這意味著你的命運現在已經跨越了多重宇宙的多個版本。你可能會在防火牆中燃燒，從白洞中掉下來，泄漏到時空的結構中，或者可能根本就不會掉進去。物理定律可能會在宇宙中崩潰，我們可以看到並與之互動，但在數十億潛在的現實世界中，恢復了理智。

恭喜，你們中的一個(可能)活了下來。

你還可以再試一次。

但如果它不是黑洞？

對於所有這些令人不快的黑洞場景：簡單地重新想像黑洞是什麼。在經典物理學中，沒有辦法阻止物質收集，變成恆星，然後塌縮成黑洞。引力不會停止。

弦理論。它的出發點是，物質不是由基本粒子組成的，而是由微小的弦組成的。在一個正常黑洞所處的引力中，這些弦將會纏繞在一起。俄亥俄州立大學的薩米爾·馬圖爾(Samir Mathur)說：「你在一個系統中投入的能量越多，弦的球就越大。它從來就不是真正的黑洞。它是一個由弦組成的類似行星的物體，而行星並不會造成信息丟失的問題。」

如果你跌落到這樣的模糊球上，你仍然會死得很慘，但你不會成為虛無的一部分，而會成為某種東西。首先，當你接近它時，你會感到溫暖。當你經過事件視界並繼續向巨大的弦球走去時，你會被撕裂，當你到達地面時，你的身體會變成一束弦。

當你被弦球吸收後，你就會開始在黑洞的表面上展開，與那裡的其他弦混合在一起。馬圖爾說：「到那時，你就會被拆散，你就不會再活下去了。但是你的弦會振動。」你的思想和記憶早已蕩然無存，但那些讓你成為宇宙中最奇異的地方之一的東西。

結束，直到一些理論家想出更好的東西。

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