迄今所知最大的黑洞在星係NGC1277的中心,質量約為太陽的170億倍。看到這些巨大數字都麻木了。據說,終極狂野的黑洞坍縮,可以把宇宙所見的全部星體擠壓成一個超巨大質量黑洞。這有點聳人聽聞,但也並不奇怪,我們早已習慣,宇宙既是一個寧靜的後花園,也是一個超級狂暴的物理試驗場,無論多麼駭人聽聞的試驗都敢做。真是名副其實的宇宙無底洞嗬。那麼會不會某一天,這個大家夥(起名theBigOne如何)終於憋不住了,一舉爆炸,炸出一個全新版本的宇宙來?——呃,從常識看,至少它搜羅在倉庫裏的材料是夠的。
這個事,黑洞不會讓人失望,後麵還有驚人假說,此處暫時放下。
黑洞為什麼黑?
因為它不發光。它為什麼不發光?因為光線像蘋果掉在地上一樣,掉進它裏麵去了。如果我們前麵還在為光線有固定速度而驚訝的話,黑洞會給我們上一堂更加匪夷所思的課——它能吞噬光線。更準確地說,黑洞並非撲滅火爐或者遮擋光線,而是任何光線都像燃料不足的火箭,飛到半道又掉回去了。
前些年,黑洞專家霍金一項重要研究成果表明,黑洞其實沒有那麼黑,是灰洞!這個嘛,涉及黑洞的純潔名聲了,江湖上一度謠諑紛紛,有必要厘清一下。那是量子效應在黑洞旁邊玩的一個並不有趣的魔術,發灰程度非常非常小,絲毫無損於它黑道大佬的赫赫招牌。
霍金的研究是,根據量子理論,宇宙任何地方的真空裏,都在時時刻刻地發生著高密度的量子波動,無數虛粒子對兒自娛自樂,歡快地舞蹈。由於它們極端微小,而且總是在極端的瞬間雙宿雙飛、共生共滅,你根本意識不到它們的存在和消亡。但在黑洞周圍空間——你想那是多麼危險的地方——情況就不一樣了,總有一些虛粒子的舞伴兒會不慎跌落黑洞。跌落進去的,將獲得永恒。但丟失舞伴的粒子呢,就傻眼了,因為它根本就沒有遊曆你們這個宇宙的打算和準備,本宇宙強大的排異力,將把這些失魂落魄的家夥彈射到遙遠深空。結果怎樣?——看上去,黑洞在發射粒子!
這就是所謂的“霍金輻射”。更深入地說,跌落黑洞的粒子,是被黑洞的引力拉進去的,而這需要耗費黑洞的能量,因此彈射出去的粒子,相當於從黑洞那裏帶走了引力能量。這,意味著黑洞在蒸發。由於量子態的虛粒子非常微小,所以霍金輻射是非常溫柔的。質量約為三倍太陽質量的黑洞,輻射產生的溫度大約比絕對零度高出一億分之一度。當然,再溫柔也是輻射,因此就成了灰洞了。
黑洞很黑,麵黑心更黑,後果很嚴重。
大尺度壓縮的結果是,所有的一切都碎了,形成我們迄今無法理解的高密度、高質量、高引力。黑洞就好比一個終極粉碎機,所有東西都壓碎了,碎到徹底又徹底。——碎成粉?不對,再壓。碎成湯?也不對,再壓。碎成氣?呃,還是不對,那是地球這些小個頭幹的小把戲。究竟碎成什麼,沒有人知道,因為構成一切天體、世間萬物的原子核都碎了。黑洞裏麵,根本就不是任何能夠稱為東西的東西。
順便又要提到《星際穿越》。庫珀救女心切,堅持進入黑洞,而且進了黑洞還要鼓搗跨時空維度的信息傳遞,這個情節根本就沒有絲毫可能,無論他穿多麼強悍的太空服都不可能。黑洞的引力,從外到裏急劇增強,任何東西在跌入其中的過程中,都將被拉扯成細細的長條,西方科學家將之比喻為意大利麵條,中國人不妨設想為蘭州拉麵。庫珀不可能例外,因為他和他的太空服都是原子構成的物質,“麵條化”是不可避免的結果。而該片編劇兼科學指導,竟然是大名鼎鼎的基普·索恩,著名的理論物理學家、黑洞權威、時間穿越機器研究專家。看來,劇情需要可以讓科學委屈一下,無論有理無理,黑洞這樣的“明星”必須震撼出場。
在黑洞裏,我說“所有的一切都碎了”,這個論斷是比較嚴謹的,因為就連我們賴以認知這個宇宙的當代理論物理學本身,也碎了。所以,黑洞裏麵怎麼啦——這個問題幾乎是無法直接討論的。人類的心智隻能無限地接近它,而不能進入它。科學家發明了一個奇怪的、還算基本恰當的詞兒——“事件穹界”(eventhorizon)來描述它,那是絕對禁區的標誌,是理論物理的邊界。