致密天体:白矮星、中子星与黑洞

事件视界

想象你划着独木舟逆流驶向一道瀑布。在远处,你可以轻松掉头。但水面上有一条线,越过它,水流就比你划桨还快——一旦越过,无论你多么用力划,都注定要冲下瀑布。黑洞的事件视界正是这样一条线,只不过它针对的是光本身。它是黑洞周围的一道边界,在它以内,引力强到没有任何东西——连以宇宙极速运动的光也不行——能再逃回外面。

事件视界不是一个实在的表面或一堵墙——那里并没有什么实物可供触碰。它只是空间中的一个位置,一层单向的薄膜。一名落入其中的宇航员在越过它时(对足够大的黑洞而言)不会感到任何异样,然而从那一刻起,他便永远在因果上与外部宇宙隔绝;他发出的任何信号都无法再爬出来。它的大小完全由黑洞的质量决定:一个十个太阳质量的黑洞,其视界直径约三十公里,而我们星系中心那个超大质量黑洞的视界则横跨数百万公里。

事件视界使黑洞之所以「黑」,也使它之所以成其为黑洞——它是黑洞的定义性特征,把奇点藏匿其中。它也正是为什么「没有东西能逃出黑洞」一说只对视界以内的区域成立,而对它周围的空间并不成立——在那里物质可以安然绕转亿万年。了不起的是,二〇一九年捕捉到的第一张黑洞直接影像,其实是围裹着一个事件视界轮廓的发光气体之像——也就是视界本身的阴影。

二〇一九年,事件视界望远镜公布了第一张黑洞影像——一圈环绕着黑暗中心的橙色光环。那片黑暗是事件视界的阴影;那光环则是它外侧的炽热气体,被黑洞的引力弯成了一个圆。

二〇一九年的黑洞影像:环绕事件视界暗影的一圈明亮光环。

事件视界是空旷空间中的一道边界,而非一个实体表面。对一个大黑洞而言,你或许能毫无知觉地越过它——然而从那以后,逃逸即便在原理上也绝无可能。

又称
point of no returnblack-hole horizon事件视界视界