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掉入黑洞之后发生的事情:听说可以看见未来?

0 张子豪 张子豪 2025-10-11 10:11 1

自广义相对论预言黑洞的存在以来,黑洞这种神秘天体一向是物理学前沿的研究热点。黑洞里事实是什么样子?进入黑洞的物体真的再也出不来了吗?因为黑洞的奇奥性质,很多科学家和科幻作者进行了斗胆的猜测,此中比力出名的是霍金在《时候简史》一书中曾提到一种猜测,或许黑洞会经由过程虫洞与一个白洞毗连,穿过黑洞的物体味从宇宙另一个处所的白洞中呈现。

(来历:麻省理工科技评论)

艺术家 Anish Kapoor 曾设计了一个名为“Descent into Limbo”的艺术品,经由过程涂有可以反对 99.8%的紫外线、可见光和红外线的涂料,给人一种“深不见底”的感受。参不雅者可进入立方体房间,在房间的地板中心就是这一深 2.5 米的圆洞,这不禁让人联想到黑洞:即使传布速度最快的光也无法逃走它的魔掌。

固然这个展品与实际宇宙中的黑洞相差甚远,但小编仍是借此机遇来和大师脑补一下“实际中人失落进黑洞会发生什么”。

图 | 由艺术家 Anish Kapoor 所设计的 Descent into Limbo(1992)。(来历:波尔图今世艺术博物馆)

黑洞之旅

假设我们有一艘进步前辈的飞船,可让你在有生之年进行一次黑洞之旅,在抵达黑洞四周后,映入你眼帘的应该是一个乌黑的洞,以及一些障碍在洞上方,不久前被吞噬的恒星的碎片图像。之所以说是图像,是因为黑洞所发生的引力会使由落入物体所发出的光线发生红移。从外界看,落入物体的活动会变得越来越慢,最终障碍在视界上方,慢慢变红,变暗,直至消逝(不雅测时候足够长)。阿谁乌黑的洞的鸿沟即是黑洞的视界,也就是黑洞内光也无法逃出的范畴,整个洞真的是漆黑一片,活像是偌年夜的宇宙在此处被人揭去了一块。

此时,你穿上了特制的航空服,纵身一跃,决议到视界一探讨竟。鄙人落过程中,你身体的分歧部位会因相对黑洞中间的朝标的目的而受到分歧的引力感化,你会看到四周光线被扭曲地不当作样子,黑洞外部的景色也是以变的乌烟瘴气,你的移动速度也会越来越快,固然速度的概念已没有了意义,而你也不克不及感知到“速度”的转变。跟着你逐渐接近视界,你的双眼所能捕获到的光线会越来越少,你会感受四周变的越来越黑,而最终当你抵达视界时,你的面前将是一片暗中。

对于黑洞外的宿世界来说,此时的你若不在进入视界前选择分开黑洞(假设航天服威力壮大),一切便已当作心猿意马局,因为你迁就此一向标的目的黑洞中间坠落,直至达到奇点,并很可能在这一过程中被引力撕碎(物体在黑洞内各部位受力差别过年夜,特制航天服也没用了,场景近似于被捕捉的恒星在被扯破后会被引力拉当作一根弯曲的“面条”)。固然在这一过程中你将可能有机遇切身体味一波各类现代物理学理论的崩塌,但说真话,那会儿的你应该并不会太在意这些事儿,因为你即将迎来自身生命的终结,也就是灭亡。

(来历:麻省理工科技评论)

但其实你事实何时会死取决于黑洞的巨细,你身体各部位在黑洞内受到的引力巨细有所分歧的现象被物理学家们称为“潮汐力 (tidal force)”,源于由极端引力所引起的时空扭曲。这种潮汐力的巨细与(M/r^3)当作正比(此处 M 为黑洞质量,r 为黑洞半径),也就是说黑洞的半径约年夜,你的存活几率也就越年夜。所以从理论上来说,若是黑洞的半径足够年夜,进入黑洞的人便能在世(不借助超等航天服)进入黑洞视界,但最终此人仍是会抵达奇点,并在从视界到奇点的这段旅程中丧命,分歧的只是丧命的时候(以失落入黑洞之人自己为参考系)。

那么,飞船上的人会看到什么?

正如之前所提到的,因为红移的关系(你可从另一个角度理解为是光子的逃逸时候有限,最终不敌奇点所造当作的时空扭曲而无法逃出),飞船上的人所看到你在坠落过程中会变得越来越慢,逐渐变红并变得越来越暗,并在你的影像于视界上消逝前就已返航。

关于相对论的联想——短暂的“长生”?不存在的

固然相对论认为失落入黑洞的你所履历的时候相对外界来说会跟着你逐渐接近奇点而变得无限长,但对你来说抵达奇点毕竟也只是个时候问题(以你自身为坐标系的时候),你终将会抵达奇点,并在抵达前被撕得破坏。是以即便对外界来说你的坠落过程持续了好久,对你来说也没有意义。

这里会有人问,既然外界的时候相对于失落入黑洞的人的时候会变得越来越短,失落入黑洞的人是否有机遇看到“将来(相对于黑洞外的人)”呢?

因为,就像外部不雅察者在不雅察坠入黑洞的物体时所看到的图像取决于光线从物体上被放出后履历了什么一样,内部不雅察者所看到的外部气象取决于光线在被内部不雅察者领受前履历了什么,而这取决于黑洞四周和内部的现实环境。

有人认为在某些黑洞内,在世进入视界的人若是标的目的后看便能看到在他之后所有进入黑洞的物体,标的目的前看则能看到所有在他之进步入黑洞的物体,但问题在于,今朝我们尚无一套当作熟的理论可以或许描述黑洞内部的环境,就像之前所提到过的,任何已知的物理法例都将在黑洞内掉效。没人真的地知道在那儿到底会发生什么,所以我们今天所谈及的一切还都只是一种“猜想”,并非“有依据的事实”。


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张子豪

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TA很懒,啥都没写...

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