解答黑洞之谜！黑洞会消亡吗？是不是能无穷的变大呢？

那遇事不决可否量子力学呢？可惜奇点这个点实在太小了，小到没有大小，而量子力学里是有最小尺度的，也就是普朗克尺度。因为量子力学中不允许粒子占据比自己波长还小的空间，小于普朗克尺度在量子力学中可以认为是没有意义的。所以现实中的奇点究竟是一种怎样的存在确实很难说，毕竟黑洞内部的事件我们无法通过实验手段去一探究竟。哪怕是探测器能够完好无损地进去，他也无法将信息传递出来。因为即使是光都无法从黑洞中逃逸。准确来说这里其实是个只进不出的单向膜区。进入视界面后，物质将直奔奇点，没有其他选择，相当于踏上了一条无法停留的不归路。总之，奇点目前可以认为它只是广义相对论用来解释黑洞的一种模型，主要存在于理论中。

黑洞到底怎么分类？分类只是一种人为的行为，就像当初人们把冥王星归为矮行星一样。所以黑洞怎么分类，要看从什么角度来说，比如从质量大小来说，黑洞就可以简单分为大质量黑洞，中等质量黑洞以及小质量黑洞。大质量的黑洞至少是在10万倍太阳质量以上，通常是星系中心的黑洞。中等质量黑洞一般指的小于十万大于一百倍太阳质量，这类黑洞比较罕见，可能存在于一些矮星系中心。而小于100倍太阳质量的就被称为小质量黑洞，也就是通常说的恒星级黑洞。因为这类黑洞通常是由恒星死亡坍缩后形成的，由于恒星的质量通常不会特别大。它不可能像黑洞一样可以无休止的吸收物质。因为当达到爱丁顿光度极限后，如果再增加物质，它的辐射压力会大于引力，从而强烈的恒星风会把外层物质再给吹跑。

总之由于恒星坍缩形成的黑洞质量通常远达不到100倍，这里的100倍仅仅是个很粗略的划分界限。通过质量来分类相对比较简单，但是黑洞除了质量外还有另外两个物理量，角动量和电荷。所以如果是按是否带有角动量和电荷来分，黑洞又可以分成四类。不旋转不带电的史瓦西黑洞，旋转但不带电的克尔黑洞，不旋转但带电的R-N黑洞以及既旋转又带电的克尔纽曼黑洞。

黑洞只进不出，那它会无止境的变大吗？看从哪个角度来说了，如果不考虑其他因素，假设单纯的一股脑把东西全扔进去，可以认为黑洞质量没有上限。但是实际上黑洞主要是通过吸积盘进食，因此需要考虑很多因素。比如从索恩极限的角度来说，当质量足够大时，黑洞旋转的速度会达到上限，这时候在靠近视界面的物质将会被甩开，从而不能被吸入黑洞。同时周围吸积盘可能也会变得不稳定，周围的食物可能会聚集成一个个的团，从而导致黑洞够不着吃的。所以说现实中的黑洞通常不会无上限地变大。不过这主要是对于恒星级黑洞来说，至于那些星系核中心的超大质量黑洞，情况就比较复杂了，回头涛涛专门再做分享。

黑洞可以合并，那它会分裂吗？霍金在1971年证明的黑洞面积定理，简单说就是，黑洞的表面积只能增加不能减小。所以可以认为黑洞不能分裂，基于这一点，黑洞的表面积和热力学中的熵非常类似。早先霍金认为黑洞的熵并非热力学的熵，后来霍金辐射被提出后，认为黑洞的熵确实符合热力学的第二定律。

说到霍金辐射，这就引出了下一个问题，黑洞会消亡吗？在1971年证明了黑洞面积定理后仅过了三年霍金在1974年提出了著名的霍金辐射。霍金辐射是一种源于真空中量子涨落而产生的热辐射，它意味着一项只进不出的黑洞，实际上却是在慢慢的蒸发。不过这种蒸发极其微弱，微弱到会被3K的宇宙微波背景辐射而给淹没，所以目前还没有任何手段可以检验该理论。虽然曾经有团队宣称在实验室制造了类似现象，但是只能说有一些迹象而非确凿的证据。

霍金辐射之所以那么微弱的原因和他产生的机制有关，刚才说他源于真空中的量子涨落，什么是量子涨落？简单说就是真空中会随机凭空出现一些虚粒子，但是很快又会相互湮灭。这个理论是已经在实验中得到了一些验证的。比如以前介绍过的卡西米尔效应，当一对虚粒子出现在黑洞视界面边缘时，如果其中一个虚粒子出现在视界面外。那么他会逃逸掉，并且变为实粒子。而与之对应的另外一个虚粒子，如果产生在视界面内，那么它则会被黑洞吞掉。因为逃逸掉的粒子成为了实粒子，带有正质量，由于质量守恒，被黑洞吞掉的那个粒子只能是负质量了，所以黑洞的质量会慢慢减少，从外界来看就好像在慢慢蒸发一样。

为什么总是负质量的粒子进入黑洞，而正质量的粒子逃逸出来呢？按理说概率应该是一半对一半。很多人听到霍金辐射的介绍都会有这个疑问，其实霍金辐射的理论是建立在数学模型之上的。如果硬要给出一个物理途径，你可以这么理解，如果出现在视界面内的是正质量粒子，黑洞质量就会增大一点点。所以视界面会向外扩张一点点，从而负质量粒子的逃逸几率就会下降。反之如果出现在视界面内的是负质量粒子，那么黑洞质量则会减小一点点，所以视界面会向内收缩一点点，从而正质量量粒子逃逸的几率就会上升，因此最终效果就是正质量粒子逃逸的更多。总之，不管怎么样，这种因为量子涨落而造成的效应却是极其微弱，所以通常整个过程也会超乎想象的缓慢。而且越大的黑洞蒸发的越慢，等其蒸发殆尽可能需要千万亿年的时间。

好了，这次的分享到这里就结束了。看完你有什么想说的呢？欢迎在下方留言讨论，喜欢我文章的朋友可以点个关注，内容更新时会在第一时间通知。我是涛涛随记，我们下次再见返回搜狐，查看更多