想解开黑洞的谜团,人类应该冒险前往黑洞,但有个很大的问题,进入黑洞的人,无法向整个宇宙的任何人报告研究成果。虽然我们距离任何黑洞都非常遥远,但黑洞可说是宇宙数量最多的天体之一,黑洞似乎是宇宙大爆炸到现在演化过程不可少的组成部分,就连现在的银河系中心,也仍有一个约400万倍太阳质量的超大黑洞。
黑洞有大有小,有的也带电,如同电子或质子,甚至有的会旋转,但主要分成两大类型:第一种是恒星级黑洞,具备与太阳质量相似的黑洞,另一种则是星系级的超大质量黑洞,质量是太阳数十万倍甚至数十亿倍不等,不仅质量差,区别还在于中心到事件视界边缘的长度,又称为径向距离或史瓦西半径(对无电荷不旋转的黑洞而言)。
黑洞的事件视界是不可回头的点,任何进入这点内的东西都会被黑洞吞噬,永远消失在已知的宇宙。视界内黑洞引力非常强大,以致任何机械力都无法克服或抵消,即使是光,宇宙速度最快的东西,也无法逃脱黑洞的魔爪,因此才有“黑洞”这个术语。
恒星级黑洞与超大质量黑洞的差异,两者头脚引力差会产生不同的结果,本图未按实际比例搭建。(Source:The Conversation)
视界半径取决于黑洞质量,这是进入黑洞的人能否幸存的关键,对质量与太阳相同的黑洞,史瓦西半径约等于3公里;相较之下,银河系中心的超大质量黑洞,史瓦西半径约为1,170万公里。如果一个人掉进恒星级黑洞,由于与黑洞中心的引力源相当接近,一个人的头和脚引力会有1万亿倍以上差异,这么强大的引力差会使人拉伸成细长条状,也就是俗称的面条化。若人掉入超大质量黑洞,则因距离引力源仍然遥远,意味着头与脚的引力差几乎为0,此时人就能不受影响地进入视界边缘,但相对的永远也出不来。
我们观察到的大多数黑洞都被非常热的吸积盘包围,盘中物质大多是由气体和星际尘埃或恒星、行星等离视界太近而落入的物体组成,这种状况肯定不适合进入。
科学家若想进入黑洞研究有可能,要安全进入黑洞,需要找到完全孤立的超大质量黑洞,且不以周围物质为食,另外还必须记住,落入视界的人将无法对外界发送任何消息,旅程和发现将永远消失于整个宇宙,也许他们会享受冒险,并生活在另一个宇宙。