第82章 反物质炸弹
所以反物质炸弹这种东西,目前还只存在于科幻作品。如果先不考虑技术可行性,假设我们通过更先进的技术或者不计成本制造出来了反物质炸弹。如果把它丢到黑洞里去,会发生什么呢?
首先要先明确一个问题,反物质炸弹究竟是完全由反物质构成的,还是由反物质和正物质共同构成的炸弹。如果它只有反物质,那就相当于整个炸弹,就是一块反物质。当它遇到了正物质后,就会自行发生湮灭反应释放能量。
如果我们仅仅是扔这样一块反物质进去,那么它可能在还没到达黑洞的路途中,就和一些星际物质发生反应,这显然不是我们想要的。所以假设我们的炸弹是由反物质和正物质共同构成,这样它的爆炸时机更加可控。
到后面你会发现,其实这两种方式对黑洞来说没啥区别。好了,现在爆炸时机可控了,那我们就设置成让他在接触黑洞后引爆。但是怎么才算接触黑洞呢?你可能会说了,这还不简单,接触视界面不就算接触了吗?
真的是这样吗?你先仔细想想,黑洞的视界面究竟是什么。从爱因斯坦场方程来说,黑洞的视界面仅仅是一个时空界限,由于扭曲的时空以及光速限制,这条线以内的任何事件永远无法影响到外界,所以它也叫作事件视界。
而根据场方程,黑洞的全部质量都应该集中在内部的奇点或者奇环上。从奇点到视界面的中间部分,理论上都是空的。所以“接触视界面”虽然确实算是接触到了黑洞,但他可能并没有真正接触到黑洞内的物质。
注意,这里我为什么要加可能呢?因为关于黑洞内的物质分布,我们只是基于现有理论做的一种推测。根据广义相对论,物质落入黑洞,存在两种视角,一个是物质本身,一个是外部观测者。
物质都坍缩到奇点的这个推测,更多是从落入黑洞的物质自身的角度来考虑的。但是如果以外部观测者视角来看,黑洞内的物质可能会存在另外一种结果,他们会像洋葱一样层层包裹。
这是因为对外部观测者来说,落入黑洞的物质会永远静止在视界面处,或者准确说是无限红移面处。一个是头也不回地直奔奇点,一个是永远静止在视界面上。两个相互矛盾的结果,究竟哪个才是真相?
这就是之前讲过的冰冻星悖论。今天我们不讨论它,你可以暂时认为从相对论的角度来说,因为参考系不同,两个结果都是真相。但是今天我们聊的是用反物质炸弹炸黑洞,所以更多应该从外部观测者视角来看。
对外部观测者来说,由于物质会永远定格在落入黑洞的那一瞬间,所以黑洞内部的物质分布可能像个不均匀的洋葱,保留着先前物质落入黑洞的轨迹。因此,这种情况下,从我们的视角来看,反物质炸弹可能永远无法引爆。因为它会静止在视界面上。
退一步说,就算他真的进入了黑洞,甚至到达了奇点,并且成功引爆。但对于我们来说,这些根本没办法知道,因为这一切都发生在视界面之内。也就是说,这件事永远无法进入我们的光锥。
所以,无论是反物质炸弹直接爆炸,还是反物质和黑洞内的物质发生湮灭反应,在我们观测者眼里,黑洞就是把它吞了,和吞正常物质没啥区别。从另一个方面来看,对于黑洞来说,物质一旦进去,它就没有了正常的物质的结构。
因为根据黑洞无毛定理,黑洞有且只有三个物理量,分别是质量,角动量和电荷。除此之外,其他信息全部丢失。所以不管你进去的是正物质也好,反物质也罢,甚至是我们还不了解的暗物质。它们对黑洞来说没有什么差别,全都一视同仁。
而且根据霍金的黑洞面积定理,经典黑洞的视界面积不会随着时间的推移而减小。所以哪怕是一个完全由反物质构成的反物质黑洞,和一个普通的正物质黑洞相撞。最终结果这两个黑洞也不会湮灭消失,而是会得到一个合二为一的新黑洞。
所以说在面对黑洞这种宇宙中最极端的天体时,哪怕是科幻中的反物质武器,也会束手无策。