實際上,將宇宙比做一個浴盆是很恰當的。對於一個微小物體來講,水管是一個房間的浴盆通向其他房間浴盆的惟一通道。而黑洞則是我們的宇宙與理論上可能存在的無數其他宇宙間聯係的惟一路徑。任何物理定律在黑洞中都全部失效,質量也非物質化。黑洞的邊緣是個有去無回的界限,物質在被吸入時會發射出極強的X射線,如同臨終前發出的絕望哀歎。也正是這絕望哀歎才使我們“看見”黑洞。
“黑洞”這個詞是不久前才出現的。美國物理學家約翰·惠勒(JohnWheeler)為了形象描述這種神奇的天體,於1967年創造了這個頗具神秘色彩的術語。惠勒把黑洞比作《艾麗絲漫遊奇境記》中的壞女人,她隻在臨死前露出一絲微笑。“引力微笑”是恒星坍縮成黑洞或被另一個黑洞吞沒時的惟一跡象。正是在引力微笑的指引下,我們得以在神奇的宇宙中去發現黑洞這個貪婪的掠奪者。黑洞為我們解答許多科學難題提供了線索,引導我們在沒有邊界、超越了時空概念的無數宇間遨遊。
5.不同宇宙間的走廊
黑洞這個貪吃的掠奪者不再把物質歸還到我們的宇宙,而是在它們內部深深地隱藏了起來,不讓我們看到。但純理論研究卻顯示黑洞存在一個完全相反的對立麵:白洞。這是一塊任何物質都絕對進不去的領地,但卻可從裏麵出來。人們假設在白洞和黑洞間有被稱為蟲洞的隧道相互連接。物質從白洞的奇點跳出來,在白洞奇點物理定律不管用了,因果關係也不見了,以致在這一區域物質形態也不存在了。
但是,彭羅塞確定,如果黑洞奇點的存在是由於它是我們的宇宙的組成部分,那麼白洞奇點既不能因我們的宇宙而存在,也不能單獨存在,這就是“宇宙監督”假說。正是這個假說否定了我們宇宙間存在白洞的可能。
因此白洞的祖國就轉移到別的地方,讓我們看看是怎麼回事。在宇宙起源時突然膨脹的時代可能形成了許多隧道,像蛀蟲鑽孔一樣,故稱為“蟲洞”。根據惠勒的看法,這些隧道把黑洞視界的內部區域和白洞視界的內部區域連接起來而沒有奇點,這樣蟲洞就成為空心管道,就可能將從黑洞吸進的物質通過空心管道再從白洞排出。物質所作的旅行可以被看作從它熟悉的宇宙出發,掉進一個有去無回的洞中,但卻在完全陌生的、不同的宇宙中獲得新生。
黑洞間可以相互聯姻
現在,進入黑洞的是恒星塵埃、氣體、光、有機器人宇航員的宇宙飛船以及待轉換成能量的垃圾。不管怎樣,被俘獲的物質隻會增加黑洞本身的質量,同時也擴大它的半徑和表麵。如果質量增加一倍,半徑也增加一倍,而視界的麵積則增加四倍。那它是否會永遠增加下去呢?霍金首先做了一個斷然的回答:既然證實黑洞不會再縮小,那它就會繼續無限地增大。由於是延續的所以增大是逐步的。不過有一個特殊情況,那就是兩個黑洞可能相互接觸和碰撞,在互相吸引的過程中一個黑洞進入另一個黑洞,兩個黑洞變成一個單一黑洞,而這兩上黑洞的全部組成要素被保留下來。更大的單一黑洞又可能與另一個黑洞相撞等等,這樣就產一質量和體積更大的黑洞。
人們認為,在相撞的過程中,大約有千分之一的黑洞靜能釋放出來,以引力波形式向宇宙空間散發,速度和光一樣,它的麵積不斷擴大,黑洞的熵也增大。就是說內部“混亂”在增長,即有關吸入物質的信息無法使用,也無法補救,好像一台計算機偶然把剛寫好文章的字母弄亂一樣。因此黑洞中隻能傳出描述它的三個信息:質量、角動量(指黑洞的轉動)和電荷。惠勒把這種信息比作禿子頭上隻有三根頭發,我們不可能了解掉進去的物質是什麼。在這三種信息的基礎上可以對黑洞進行劃分:沒有角動量也不帶電荷的施瓦西黑洞,它具有“奇點”和“視界”的特性;具有角動量但不帶電荷的克爾黑洞;以及具有角動量並帶電荷的黑洞。此外,還可以從黑洞的起源進行區分。但最新的分類是依靠“顏色”。這看來好像有點荒唐,內部不射出一束光線的黑洞怎麼可以是彩色的呢?實際上,這裏所說的顏色不是通常的紅、藍、綠等光的顏色,而是用來區分誇克的不同狀態“色”。誇克是組成質子和中子的更小的基本粒子。對我們的天體物理學家來說,在追蹤無限小到無限大,又從無限大到無限小的過程中收集黑洞的不同“顏色”的追逐開始了。