本文最初发表于 2019 年 2 月 16 日。
黑洞一直以来都是人们兴奋和好奇的源泉。随着引力波的发现，人们对黑洞的兴趣无疑会与日俱增。
我被问到最多的问题是，关于黑洞的“科幻”科学小说有多“真实”，以及像《星际之门》中出现的虫洞是否存在。但几乎总会被提及的是，黑洞理论上可能对人类和地球本身造成的大多是可怕的影响。
质量、电荷、自旋
一个黑洞（理论上）有三个可测量的属性：它们的质量、自旋（或角动量）以及整体电子电荷。事实上，这三者是外部观察者唯一能知道的参数，因为关于构成黑洞的任何其他信息都会丢失。这被称为“无毛定理”。简单来说：无论你往黑洞里扔进一个多么复杂的东西，它都会被简化（或剥离）成它的质量、电荷和自旋。
在这些参数中，质量可以说最为重要。黑洞的定义就是它的质量集中在一个消失得极小的体积——“奇点”中。而正是黑洞的质量——以及其质量产生的巨大引力——对附近物体造成了“破坏”。
太空意大利面
黑洞附近最著名的效应之一是其富有想象力的名称——“意大利面化”。简而言之，如果你离黑洞太近，你就会像意大利面一样被拉长。
这种效应是由你身体上的引力梯度引起的。想象一下，你头朝前脚朝后地朝黑洞前进。由于你的脚比你的头离黑洞更近，它们会感受到比你的头更强的引力。更糟糕的是，你的手臂，由于它们不在身体中心，会被以与你的头部略微不同的（向量）方向吸引。这会导致身体边缘的部分被向内拉。最终结果不仅是身体整体被拉长，而且中间部分会被压薄（或压缩）。因此，在你的身体或地球等任何物体到达黑洞中心之前，它就会开始像意大利面一样。
这些力变得无法承受的确切点将严重依赖于黑洞的质量。对于由高质量恒星坍塌产生的“普通”黑洞，这可能发生在距离事件视界（任何信息都无法逃离黑洞的点）几百公里处。然而，对于超大质量黑洞，比如我们银河系中心那个，一个物体可能在被意大利面化之前就轻易地沉入事件视界，距离其中心数万公里。对于事件视界以外的远距离观察者来说，我们会随着时间的推移逐渐减速然后消失。
地球的不幸
如果一个黑洞突然出现在地球旁边，假设会发生什么？产生意大利面化的相同引力效应将开始作用于地球。最靠近黑洞的地球边缘将感受到比远端更强的引力。因此，整个地球的末日就在眼前。我们将被撕裂。
同样，如果我们被一个真正的超大质量黑洞吞没到其事件视界之下，我们可能甚至不会注意到，因为一切看起来都会和以前一样，至少在很短的一段时间内。在这种情况下，灾难可能需要一段时间才会发生。但别太担心，我们首先“撞上”黑洞的几率是很小的——而且我们或许在被压碎后仍以全息图的形式存在。
注意辐射
有趣的是，黑洞并非必然是黑的。类星体——由黑洞驱动的遥远星系中心的物体——极其明亮。它们的光芒可以轻松超越其宿主星系的总和。这种辐射产生于黑洞吞噬新物质之时。需要明确的是：这些物质仍然在事件视界之外，这就是为什么我们仍然能看到它。事件视界之下，一切，甚至光，都无法逃脱。当所有物质从吞噬中堆积时，它会发光。这就是观察者看到类星体时所看到的。
但这对任何围绕（或靠近）黑洞的物体来说都是个问题，因为它非常热。在我们被意大利面化很久之前，这种辐射的强大力量就会将我们烧焦。
黑洞附近的生命
对于看过克里斯托弗·诺兰电影《星际穿越》的人来说，围绕黑洞运行的行星可能是一个吸引人的前景。生命要蓬勃发展，需要能源或温差。而黑洞可以成为这样的能源。不过，有一个条件。黑洞必须停止吞噬任何物质——否则它将发出过多的辐射，无法支持任何邻近世界的生命。
在这样的世界（假设它足够近，不会被意大利面化）上生命会是什么样子，是另一回事。行星接收到的能量可能比地球从太阳接收到的能量要小得多。而行星的整体环境可能同样奇怪。事实上，在《星际穿越》的创作过程中，基普·索恩被咨询以确保电影中黑洞描绘的准确性。这些因素并不排除生命，只是使其成为一个艰难的前景，并且很难预测它可能采取的形式。
本文最初发表于 The Conversation。阅读 原文。
