| 这是一个非常好的问题，而且和“宇宙中的所有物质最终都会落入黑洞吗？”这个问题的本质上是一样的，因为如果宇宙中的所有物质最终都会落入黑洞，那么我们这个宇宙最终就无法避免了无生机的命运，等于走向了灭亡。 事实上，当我给公众作黑洞或者宇宙演化方面的报告时确实经常被非专业研究人员问过这样的问题，但是不知何故只有专业研究人员不问这个问题。 如果忽略黑洞的霍金辐射并且假设物理宇宙中没有“裸”奇点或者“裸”致密天体（后者是本文作者张双南根据其黑洞理论预言的一种天体，目前尚未被发现），确实无法避免在一个不膨胀（静态）和没有边界的宇宙中几乎所有的物质（包括暗物质和一切可能形式的能量）都最终落进黑洞。 这是因为，不管一个粒子或者光子落入黑洞的概率是多么小，只要给它足够长的时间经过足够大量的尝试，最终都会落入到黑洞中。最终，宇宙中就只有黑洞存在了。当然，只有黑洞的宇宙将是一个永恒死亡的宇宙。 对于永远膨胀的宇宙，有些物质最终会摆脱黑洞的引力而处于黑洞的外面，比如因为最终逃离星系的粒子（如暗物质和热重子和电子）和光子，或者已经在星系际的粒子可能永远达不到另一个星系，从而不落入任何黑洞。然而，留在任何一个星系的物质最终仍然会落入该星系黑洞之中。因此，每个星系将只有黑洞，这些黑洞可能相互并合成为一个巨大的黑洞，每个星系最终都不可避免地变成一个巨大的黑洞。 然后最终膨胀的宇宙将使无数巨大的黑洞相互远离，而在它们之间漂浮着一些永远赶不上它们的光子和粒子。这个宇宙仍然是一个死宇宙。如果在某一时刻，宇宙开始收缩，这些黑洞以外的粒子（包括暗物质）和光子将被吸入黑洞，而且这些黑洞也将开始相互并合。最终，整个宇宙可能就成为一个巨大的黑洞。当然这也是一个死亡的宇宙。 霍金辐射能够把我们的宇宙从一个永恒的死亡中拯救出来吗？很容易计算，对于10倍太阳质量的黑洞，其霍金温度远远低于目前的宇宙微波背景辐射的温度。因此，在几乎所有的宇宙微波背景辐射的光子被吸入到黑洞或者宇宙的膨胀使得宇宙微波背景辐射的温度低于黑洞的霍金辐射温度之前，黑洞的霍金辐射的效果是很小的。宇宙在经历了几乎永恒的时间之后最终将处于黑洞吸入和发射极低温度的霍金辐射的平衡状态。这样一个宇宙并不比基本上由黑洞组成的死宇宙好多少。 在数学上，虫洞和白洞也许能够挖掘出丢失在黑洞里面的能量和物质，比如用虫洞把黑洞和白洞连起来，进入黑洞的物质和能量就可以从白洞出来了，我们的宇宙就不至于死掉了。然而，根据我们当前的物理学和天体物理学知识，我们不知道如何在物理宇宙中产生虫洞和白洞，事实上我们既没有发现虫洞，也没有发现白洞。虽然我不能排除这个可能性，但这不是我的青睐，因为我不希望依靠未知的物理学和天体物理学来拯救永恒死亡的宇宙。 但是，如果我们的理论预言的“裸”致密天体在宇宙中存在的话，也就是可以把天文黑洞变成“裸”致密天体，那么我们的宇宙就可能避免死亡的命运。如上图所示，由于“裸”致密天体的半径非常小，辐射效率超过100％是可能的。对于外部观测者，由于全局能量必须守恒，这相当于从“裸”致密天体中提取能量。 这种情况有点类似霍金辐射：黑洞周围的真空涨落导致新产生的粒子从一个黑洞的事件视界的外面逃逸出去，但是全局上，这相当于消耗了黑洞的能量（质量）。同样，从“裸”致密天体中提取的能量可以通过各种已知的物理过程变成物质，相当于循环了黑洞以前吸积的物质。因此，如果“裸”致密天体确实存在的话，它们的确可以解救出被黑洞吸积的物质从而拯救否则会永恒死亡的宇宙。我把这称为“裸”致密天体再循环猜想。 因此，我对这个问题的最终回答是喜忧参半的：几乎所有的物质确实会落入到我们的理论预言的天文黑洞中，如果故事就到此结束了，我们的宇宙就无法避免最终死亡的命运。但是如果我的猜想成立，也就是天文黑洞能以某种方式被转化为“裸”致密天体， 它们就可以把这些物质重新循环出来，我们的宇宙就不会最终死亡。 |
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