雖然我們已經獲得了第一張的黑洞照片,但由於事件視界的阻隔,在黑洞外面的我們無法觀測到落入黑洞中的光和物質會有怎樣的結果。不過,通過愛因斯坦的廣義相對論,我們可以對黑洞內部進行合理推測,畢竟,廣義相對論成功預言過黑洞的存在。

  理論上,黑洞沒有實體,黑洞表面或者說事件視界之內是空的空間,最中心則是一個包含黑洞所有質量的奇點。一旦光跨過事件視界進入黑洞內部,它們將會沿着彎曲的空間去往黑洞的奇點,其能量將會爲黑洞增加質量。如果在黑洞內部有一個光源,那麼,光源發出的光最終都會沿着彎曲的空間落入奇點中,不可能逃出事件視界。

  因此,黑洞本身是完全黑的,沒有光被髮射出來,我們就無法觀測到黑洞。除非黑洞正在吞噬氣體雲,環繞黑洞運動的物質會形成一個發光的吸積盤,從而可以使黑洞的陰影顯示出來,史上首張真實的黑洞照片就是這樣拍攝到的。M87*超大質量黑洞的吸積盤跨度可達0.39光年,即3.7萬億公里,或者相當於日地距離的2.5萬倍,即便它遠在5400萬光年之外,我們在地球上仍然能通過射電望遠鏡拍攝到其中的黑洞陰影。

  另外,光進入黑洞這個問題還會牽扯到黑洞信息悖論。光會攜帶信息,當它們進入黑洞中之後,信息會發生什麼變化呢?

  根據量子力學,所有的過程在時間上都能反演,所以進入黑洞之後的信息也應該能夠被保存。而根據霍金輻射,黑洞本身會不斷失去質量,最終消失在宇宙中。黑洞的霍金輻射是隨機的,這會導致黑洞丟失了所包含的信息,從而與量子物理學存在矛盾。

  由於我們無法知道黑洞內部的情況,目前無法解決黑洞信息悖論。可能的解釋有幾種,一種是信息真的完全丟失掉;另一種是信息從黑洞內部逃逸到其他平行宇宙中;還有一種是霍金輻射可能並非完全隨機,如果在黑洞中丟入一本百科全書,我們有可能會在霍金輻射中重建這本書。想要解決這個悖論,還需進一步研究黑洞,並且還要在量子引力理論中取得突破。

相关文章