黑洞——这个从恒星的死亡中诞生的存在，拥有巨大的重力，使其他事物都被吸入其中。如果任由黑洞存在，它会不会吞掉整个宇宙？有什么和黑洞有关奇特现象？ 一起来了解这种神奇的宇宙无底洞吧！
黑洞的临界大小——史瓦西半径
其实，黑洞很小，只有很靠近它时才会被吸入。
上期提及，星球的质量愈大，半径愈小，表面的重力也愈大，逃逸速度就愈高。如果星球的半径缩小至某一特定范围后，它的重力就会大到连速度最快的光也无法离开，星球便变成黑洞。
这时的半径就成为了黑洞大小的临界值，被称为「史瓦西半径」。
史瓦西半径由德国物理学家卡尔・史瓦西（Karl Schwarzschild）于1916年首次发现。一般来说，星球的史瓦西半径和它的质量成正比，例如太阳的史瓦西半径约3公里，而地球的只有约9毫米。
小知识：地球变成黑洞的直径有多大？
理论上如果地球被压缩成一颗弹珠般大小，就会变成黑洞了。不过同学们不用担心，在太阳和地球的自然演化过程中，不会出现这种情况。
扭曲光线的重力「井」
愈靠近黑洞，重力就愈强，甚至会扭曲光前进的路径。光的路径是怎样被扭曲的？看看「重力井」的模样就知道了。
▲这个漏斗代表重力井， 滚珠即代表前进的光线。
爱因斯坦在广义相对论提出，物质本身会扭曲时空。试想像一颗铅球放在橡胶布上后，它的重量会使橡胶布变形下陷。另外，在质量相同的情况下，体积愈小的铅球会令橡胶布凹陷得愈深。
星球就像这颗铅球。当它的体积不断缩小，但质量不变，就会令重力变强，加深时空的扭曲，变成一口极深的「井」。当它最终变成黑洞时，时空严重扭曲，就像一个无底洞。笔直前进的光线经过时，路径会大幅弯曲，先绕着黑洞一圈圈旋转，最终掉进黑洞，无法离开。
命运的分界线：事件视界
事件视界（Event Horizon）又称事件穹界，是黑洞的表面。事物一旦进入事件视界，就会跌落到黑洞的中心——奇异点。即使是速度最快的光，也无法逃出来。所以，身处事件视界之外，就无法看到黑洞内发生的任何事件。
靠近黑洞的奇特现象：时间延滞
因为黑洞的重力扭曲了时空，导致附近的时间速度发生变化，产生时间延滞：愈靠近黑洞，时间就走得愈慢 。当物体到达事件视界时，这种效应就会变得无穷大，彷佛时间在那里永恒冻结。
跌进黑洞就会变成「意粉」？
进入黑洞的物质会被强大的重力拉成长条状，这种现象叫作「意大利面条化」，又叫「潮汐破坏事件」(TDE)。
愈靠近黑洞，重力的影响就愈大。如果以头上脚下的状态掉入，因为双脚比头更靠近黑洞中心，所以重力拉双脚的力度比拉头的大，于是人就会被拉长。此外，双肩沿着两条指向黑洞中心的直线被往下拉，亦会愈来愈靠近。
物体像这样纵向被拉长、横向被挤压，变成一条又幼又长的「意大利面」，最终被扯断、压碎，掉入黑洞中心。
虫洞——穿梭宇宙的快捷方式？
虫洞又称爱因斯坦–罗森桥，是科学家设想的连接两个不同时空的狭窄隧道。奥地利物理学家路德维希・弗莱姆于1916年首次提出这个概念。后来，爱因斯坦及纳森・罗森假设虫洞连接着其他宇宙，就像一条可穿梭宇宙的快捷方式。
虫洞目前还只是一个理论概念，科学家还未在宇宙中发现自然存在的虫洞。不过，当科学继续发展，说不定人类还会发掘出更多宇宙的奥秘呢！
(内文插图取自：《儿童的科学》第189期)
