黑洞，与其说是一个天体，不如说是一个数学与物理的极限状况——奇点的化身。奇点，没有体积，密度无穷大，它并非我们所熟悉的物质形态。
然而，在日常语境中，我们习惯于赋予黑洞体积的概念，这体积并非奇点之体积，而是由黑洞的史瓦西半径所定义的球体体积。史瓦西半径与被黑洞俘获的物体的质量成正比，这当然不可能是无限小的数值。
史瓦西半径是指从黑洞的中心奇点到其事件视界的距离。任何物体都有自身的史瓦西半径，比如地球的史瓦西半径大约为9毫米，这意味着如果地球被压缩成一个黑洞，其事件视界的直径便是9毫米。
事件视界，正如其名，是区域与宇宙其他部分的分隔。在这个区域内，我们熟悉的时空法则不再适用。它里面是什么，科学家们至今仍所知甚少。
黑洞的中心点便是奇点，黑洞的质量悉数浓缩于此。不过，黑洞的质量虽集中于奇点，但质量本身不必然是巨大的，理论上它的质量可以大小不一。即便是一个只拥有一千克质量的黑洞，其密度依旧无穷大，原因在于奇点的体积是如此之小。
那么，关于这个无穷小的奇点，它究竟由何种元素构成呢？答案是没有任何已知元素能构成，甚至无法用元素的概念去解释。奇点的本质，并不属于我们所处的四维时空，时空的法则在奇点处失效，这暗示奇点可能来自“超时空”或高维空间。
普朗克长度是人类所认知的最小尺度，大约是10的负35次方米，而电子的直径约为10的负15次方米，它们之间有着巨大的数量级差异，足见普朗克尺度之微小。对于任何小于普朗克长度的尺度，对我们而言都失去了意义，因此无穷小的奇点也是如此，它并非由我们所了解的任何元素构成。
不仅黑洞，连同中子星和白矮星，这些天体也不是由我们所熟知的元素构成。例如，低质量恒星在死亡后会留下白矮星这样的致密内核。我们的太阳在约50亿年后也将步入这一演化阶段。质量在0.5到8倍太阳质量的恒星，终将归宿为白矮星。
白矮星的密度极高，其物质态远超当前所知元素。在白矮星内，原子结构被彻底压扁，电子不再束缚于原子，而是成为自由电子，但仍保持原子态。
对抗引力塌缩的力量是电子简并压，它基于泡利不相容原理——没有两个相同的粒子可以处于同一量子态。这使得电子间存在排斥力，阻止白矮星在引力作用下进一步塌缩。
但当白矮星质量过大，接近1.44倍太阳质量时，电子简并压也会失效，导致超新星爆炸，并塌缩成中子星。中子星内，电子被压入原子核，与质子结合，形成一个巨大的“原子核”，密度极高。
中子星依靠中子简并压支撑其重力，但当超过奥本海默极限（约3个太阳质量），中子星也会塌缩，最终形成黑洞。
至于黑洞到底由何种物质构成，或许已无法用“物质”来形容，它不是我们所了解的普通物质。我们难以想象何种物质可以被压缩至如此微小的体积。
在我们所知的118种元素中，没有任何一种元素的密度能与黑洞相提并论。科幻作品中的奇异物质如《三体》中的水滴，其密度虽大，但仍在我们可理解的范围内。
然而黑洞中心的奇点，则是超越我们认知范畴的存在，它可能属于超时空或高维度。科学家们对黑洞的研究充满执着，因为一旦揭开黑洞的秘密，就可能为我们开启通向超时空或高维度的大门。
热门跟贴