如果不幸掉进黑洞会发生什么 研究有了新发现

黑洞是宇宙中最神秘的天体之一，不过得益于由于各类科普、科幻作品的描写，大众对黑洞也有了一些基本的认知，比如“光都逃不出来”“质量非常大，引力也非常强”“足以扭曲时空”等等。此外大家有个共识，那就是被“离黑洞太近会死”。不过，黑洞的尺寸有大有小，多大的黑洞才足以致命呢？

还真有人正经研究了这个问题，并在最近一篇发表在预印杂志上的研究给出了科学的答案。

小型原始黑洞穿过人体的引力效应

下面咱们就分情况说一说。

如果你不幸掉进黑洞里......

1915 年，德国物理学家和天文学家卡尔·史瓦西 (Karl Schwarzschild) 在得出爱因斯坦广义相对论近似的精确解后，提出了现代的黑洞概念。黑洞是宇宙中最极端的天体，它的引力强大到连光都无法逃脱。

一般来说，黑洞的形成来自于一颗巨大恒星的死亡，当燃料耗尽，恒星核心在自身引力下猛烈坍缩，最终形成一个奇点——一个体积无限小、密度无限大的点。奇点外部围绕着一个“视界”，一旦跨过这个边界，任何物质都会被永远困在黑洞之中，就像掉进了宇宙的“无底洞”。但黑洞并不是完全“黑暗”的，它周围的吸积盘由高速旋转的气体和尘埃组成，会释放出极其明亮的 X 射线，使其在深空中显得格外耀眼。

如果太阳的质量被挤压成一个无限小的点，它将形成一个半径约 3 公里的黑洞。如果你不幸掉进这样一个黑洞，你会经历一种被称为“意大利面条化”的过程。由于黑洞的引力梯度巨大，靠近黑洞的一端会受到比另一端更强的拉力，你的身体会像橡皮筋一样被拉长，就像是意大利面条一样，最终在分子层面上被撕裂。

“意大利面条化”的过程（来源：wiki）

而在掉入黑洞的过程中，外界观察者会看到你越来越慢，甚至永远停留在视界边缘，因为光需要无穷久的时间才能从那里逃脱。但对你而言，掉进去只是转瞬之间的事情。好消息是，前文只是用太阳的质量做了一点推算，事实上太阳“体重过轻”，根本无法自己坍缩成黑洞。

人被“小黑洞”砸到会发生什么？

这里得先做一点说明，绝大多数情况下，黑洞都是非常巨大的，它们的质量动辄都能达到太阳的数十倍甚至数百亿倍。面对这样的体量，“被砸到”显然无从谈起。

那么，有没有小一点的黑洞呢？

原初黑洞（Primordial Black Holes）是一类假想的黑洞类型，研究者认为它们并非由大质量恒星的引力坍缩形成，而是在宇宙大爆炸后的极早期阶段产生的，这些黑洞的尺寸范围非常广泛，质量范围可能从原子级一直到太阳质量的十万倍。

原初黑洞示意图（图片来源：NASA）

而一些理论模型认为，原初黑洞可能是暗物质的来源。如果这一假设成立，这些原初黑洞的质量范围限制在 1013 到 1019 千克之间，这与小行星的质量范围相当，而我们碰到这个级别的黑洞的可能性最大。这个质量范围的黑洞，直径不到1微米，已经可以“砸人”了。

既然理论上的确存在“能砸人”的黑洞，就可以研究研究人体被砸到后会发生什么了。被微型黑洞“砸到”，我们会面临两种伤害：潮汐力和冲击波。

先说说潮汐力，前文提过，如果人掉进黑洞，由于引力梯度巨大，靠近黑洞的一端会受到比另一端更强的拉力，身体会被撕裂。而当小黑洞“撞到人”时，也会对人体产生引力差异。问题是，这种引力差异是否足以“意大利面条化”的撕裂人体组织？

考虑到质量与小行星相当的黑洞直径不到 1 微米，因此即使有潮汐力，其影响范围也极小。如果它穿过人体的躯干或四肢，可能会造成局部损伤，但不会致命，类似于一根针穿过身体。如果黑洞穿过头部，潮汐力则可能会破坏大脑细胞，因为大脑细胞极其脆弱，即使是 10 到 100 纳牛顿的力差持续几微秒，也能损伤脑细胞。

不过，相比潮汐力，冲击波的危害更大。当黑洞进入人体时，会产生密度波，在体内传播。这些冲击波不仅会直接损害细胞，还会传递热能，进一步加剧破坏。为了产生类似于 0.22 口径子弹的冲击波，黑洞只需达到 1.4 x 1014 千克的质量，而这一质量完全在可能存在的原初黑洞范围内，这样的原初黑洞就有能力把你杀死。

当然，被原初黑洞击中这件事，更像是一个有趣的思想实验。因为著名物理学家史蒂芬·霍金提出了一种理论，即黑洞并非永恒存在，而是会以霍金辐射的方式缓慢蒸发。

微型黑洞比大质量黑洞蒸发速度更快，因此如果宇宙中存在过非常小的黑洞，它们可能已经在宇宙历史中消失了。而且，即使原初黑洞确实存在，其在宇宙中的数量与空间的浩瀚程度相比，也意味着每年被其击中一次的概率小于 10-18，所以大家完全不必担心被其击中。

小结

黑洞看似是宇宙的“终结者”，但它们也可能是“创造者”。霍金辐射理论表明，黑洞会缓慢蒸发，最终消失，这让科学家猜测它们可能是宇宙循环的一部分。

而在科幻设想中，黑洞的强大引力也可能扭曲时空，成为通往另一个宇宙的“虫洞”入口，或者实现时间旅行的关键。

虽然我们目前无法验证这些假设，但黑洞无疑是宇宙中最神秘、最具挑战性的研究对象之一，它们不仅让科学家重新思考时间、空间和引力的本质，也激发了无数关于宇宙终极奥秘的想象。

责任编辑：随心

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