麗莎·格羅斯曼
黑洞令人畏懼。它是宇宙里貪得無厭的怪物,我們卻無法采用我們已經掌握的任何武器來消滅它。不過,有關黑洞幾乎無法被征服的發現,可以引導我們更好地理解在宇宙最為極端的環境下,物理定律怎樣發揮作用。
要想目睹黑洞的滅亡,最簡單的辦法就是等待。我們曾經以為黑洞的引力是如此巨大,以至于沒有任何事物可以從黑洞的事件視界上逃逸,黑洞的體積是絕對不可能縮小的。然而,史蒂芬·霍金(英國著名物理學家)在1976年指出,由于量子力學效應,事實上,黑洞在不斷發出輻射,最終會自然蒸發掉。
問題在于,黑洞通過蒸發而逐步消亡的速度,正在難以置信地放慢。一個質量與太陽相同的黑洞,其逐步消亡的過程所需要的時間約為宇宙年齡的1057倍。
1983年,加拿大溫哥華英屬哥倫比亞大學的威廉·安魯提出了一種加速黑洞消亡的方法。他設想把一個牢不可破的桶放進黑洞的輻射區域,用來吮吸黑洞釋放的微粒。牽引這個桶的纜繩不能有任何質量。顯然,在我們這個宇宙里,具有這種屬性的纜繩目前是不存在的。
最近,斯坦福大學的亞當·布朗想在世界上已有的材料中尋找可以實現這種想法的材料。毫不意外,布朗沒能找到。即使采用當今世界上抗拉強度對重量的比值最高的碳納米管來制作纜繩,也無法承受黑洞周圍極其巨大的作用力。
布朗說:“如果這個桶的底部很薄,那么單個光子就可將其熔化;如果這個桶的底部做得很厚,纜繩將承受不住黑洞的引力而繃斷,并形成自己的黑洞。”理論上,能承擔纜繩這項重任的唯一材料是弦理論中的基本弦,它能夠在黑洞附近支撐起自己的重量。即使它們的強度不足以把桶降低到霍金輻射的云霧之中,也能夠在某個時刻把一個額外光子從黑洞中引出,就像水滴沿著牽引線移出那樣。
添加更多的弦可以提高黑洞蒸發的速度,但只能提高到一定程度。弦的數目太多的組群很可能會坍縮進黑洞??梢晕牍庾拥挠钪嫦业淖畲罂赡軘的浚瑢Τ接钪婺挲g的黑洞的壽命不會帶來多大的影響?!澳悴豢赡馨押诙聪麥绲帽人孕袣绺?,”布朗說,“那些加快黑洞死亡的假設,可能只是物理學家的自我安慰??梢园涯芰垦杆購暮诙粗腥〕龅陌l現,給我們正確理解物質在事件視界周圍如何運動帶來了挑戰。”
布朗認為,從我們現有的對黑洞熱力學的了解來看,認為可以快速消滅黑洞并從中取出信息的觀點,是令人吃驚的。在他看來,目前描述事件視界的物理學方向是正確的。
不過,安魯堅持認為,思考這一問題“是一個有趣的貢獻,可以為我們看待黑洞提供一些啟示”。