摘要：黑洞是人类已知最神秘的天体之一，不仅物理上被黑暗笼罩，它们的形成也留下了许多科学尚未解答的问题。但黑洞仍遵循宇宙物理法则，有些答案触手可及。黑洞到底是什么？它们如何形成？如果不小心掉进黑洞，又会经历什么？今天跟着NASA的科学解释，一起揭开黑洞的神秘面纱，看看
黑洞是人类已知最神秘的天体之一，不仅物理上被黑暗笼罩，它们的形成也留下了许多科学尚未解答的问题。但黑洞仍遵循宇宙物理法则，有些答案触手可及。黑洞到底是什么？它们如何形成？如果不小心掉进黑洞，又会经历什么？今天跟着NASA的科学解释，一起揭开黑洞的神秘面纱，看看这场“死亡之旅”有多诡异 ️
黑洞是人类已知的最神秘天体现象之一。它们不仅在物理上被黑暗笼罩，其形成过程也留下了许多科学尚未能完全解答的问题。
不过，黑洞的存在仍遵循宇宙物理定律，有些答案是我们完全可以探寻到的。黑洞是什么？关于它们的存在有哪些科学依据？如果掉进黑洞，会发生什么？浏览下面的内容，寻找答案吧！
黑洞是太空中的一个区域，其引力极强，以至于任何事物——包括光——都无法从中逃逸。
有些黑洞的质量是太阳的数百倍，而且它们是不可见的！
当大质量恒星耗尽核燃料后，会在自身引力作用下坍缩，进而形成黑洞。
这种坍缩会使恒星核心压缩成一个密度无限大的点，称为奇点（singularity），奇点周围则环绕着事件视界（event horizon）。
事件视界是黑洞周围的边界，越过这个边界后，任何事物都无法返回。一旦物体穿过这个临界点，就会不可避免地被拉向奇点，无法摆脱黑洞的引力。
黑洞的中心是奇点，这是一个密度无限大的点，我们所知的物理定律在那里会失效。
在奇点处，恒星的质量被压缩到一个无限小的空间里。
黑洞有多种类型，包括由恒星坍缩形成的恒星级黑洞，以及位于星系中心的超大质量黑洞。
超大质量黑洞的质量是太阳的数百万到数十亿倍，位于星系中心，包括我们所在的银河系。
许多科学家仍在争论和研究它们的形成过程，但它们是星系演化的关键组成部分。
恒星级黑洞由大质量恒星的残骸形成。当这类恒星耗尽核燃料后，会发生超新星爆炸，如果其核心质量足够大，就会坍缩成黑洞。
中等质量黑洞中等质量黑洞被认为是由较小黑洞合并，或由大质量星团坍缩形成的，其质量介于恒星级黑洞和超大质量黑洞之间，起到了“过渡”作用。
类星体类星体是极其明亮且遥远的天体，由年轻星系中心的超大质量黑洞提供能量。
当物质不断聚集在黑洞周围时，会释放出巨大的能量，产生强烈的辐射，这就是类星体亮度极高的原因。
霍金辐射根据理论物理学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）的研究，黑洞会释放辐射，将少量能量粒子从黑洞中释放出来。
这个过程被称为霍金辐射（Hawking radiation），在极长的时间尺度上，它最终可能导致黑洞蒸发消失。
吸积盘当物质落入黑洞时，会形成一个吸积盘（accretion disk）。这些物质在螺旋向内运动的过程中会不断升温，释放出X射线和其他辐射。
构成吸积盘的物质可以是尘埃颗粒，甚至是光本身。
时空结构可以把无限的太空想象成一块织物，而每一个天体（恒星、行星、黑洞）都是放在织物上的弹珠。
与其他天体相比，黑洞的“重量”要大得多，它们的存在会扭曲时空本身的结构。
信息悖论黑洞信息悖论（black hole information paradox）探讨的是：落入黑洞的信息是永远消失，还是以某种方式被保存下来？
这个问题挑战了我们对物理学的理解，因为我们尚未完全掌握这些天体内部的情况。
黑洞阴影2019年，事件视界望远镜（EHT）首次捕捉到了黑洞阴影的图像，为黑洞的存在提供了直接视觉证据。
这张图像拍摄的是M87星系（Messier 87）中心的黑洞，被视为天体物理学领域的重大突破。
喷流现象有些黑洞会从两极喷射出强大的粒子和辐射流，这些喷流可以延伸数千光年。
科学家认为，这些喷流的能量来自黑洞的旋转和磁场。
模拟实验今年早些时候，NASA制作了一个模拟视频，展示掉进一个质量为太阳430万倍的超大质量黑洞会是什么景象——这个质量与目前银河系中心黑洞的质量相当。
强大的计算能力一台普通笔记本电脑要完成这个模拟，可能需要几十年时间。但NASA戈达德太空飞行中心的“发现号”超级计算机，仅用5天就完成了这项任务，而且只使用了0.3%的处理能力。
但问题仍然存在：如果你掉进黑洞，会经历什么？
接近黑洞当你接近黑洞时，会感受到引力的急剧增强。黑洞巨大的引力会开始扭曲你对时间和空间的感知，让周围的环境变得越来越怪异和超现实。
温度升高黑洞的吸积盘由螺旋向内的物质构成，温度极高。当你离黑洞越来越近时，会暴露在强烈的辐射中，在被不断拉向黑洞的过程中，体温会升高到致命水平。
“面条化”过程一旦离黑洞足够近，潮汐力（即不同位置的引力差异）会变得极强。作用在你脚上的引力会远大于作用在头上的引力，你的身体会被拉伸成细长的形状，这个过程被称为“面条化”（spaghettification）。
外部视角下的时间由于黑洞极强的引力场，时间膨胀效应会变得非常显著。在外部观察者看来，你会随着掉进黑洞而逐渐减速，最终似乎在事件视界边缘静止不动，永远不会越过边界。
内部视角下的时间对你自己而言，时间会正常流逝，但你会看到外部宇宙的时间在飞速加速。
在你看来只是很短的时间里，整个宇宙未来的历史可能都会上演。
无法回头的临界点从你的视角来看，穿过事件视界时可能不会立即感觉到变化。但一旦越过这个边界，就再也无法回头，会不可避免地被拉向奇点。
此时，你能看到的只有吸积盘逐渐暗淡的光线。
与外部失去联系你将无法与外部世界通信，因为信号无法摆脱黑洞的引力。无论你尝试发送什么信息，都不会成功，最终会与宇宙的其他部分完全隔绝。
辐射暴露在下落过程中，你会暴露在越来越强的辐射中，这些辐射来自吸积盘和其他被吸入黑洞的物质。
很可能在你实际到达奇点之前，这些辐射就已经致命了。
接近奇点穿过事件视界后，你会继续向黑洞中心的奇点下落。引力会进一步增强，你的身体会被更剧烈地压缩和拉伸。
理论上的终点在奇点附近，我们所知的物理定律会失效。没有人知道黑洞中心的具体情况，但广义相对论预测，那里会存在密度无限大、体积无限小的状态。
理论上的量子效应一些理论认为，奇点附近的量子效应可能会形成一道“防火墙”——由极强能量构成的屏障，任何到达这里的物体都会被蒸发。
不过，这一观点仍存在激烈争议，目前还只是推测。
研究黑洞有助于科学家探索物理学的边界和宇宙的本质。关于黑洞的存在，还有很多有待了解的地方，但新技术将帮助我们深化对这些神秘天体的认识。
来源：阿新科学在线