如果一个人进入黑洞会发生什么?
对这一宇宙现象的好奇让很多人夜不能寐,今天我们就来聊聊如果一个人进入黑洞会发生什么?黑洞到底是什么?
你肯定听说过它们——你知道它们是深空黑暗而强大的谜,但你真的知道它们是什么,它们是如何工作的吗?黑洞是空间中引力非常强大的地方,这是由于大量的物质被挤压到黑洞里面,所以没有什么能逃脱它的引力。它不是行星,也不是恒星,甚至也不是像光这样的电磁辐射。因为没有光可以逃脱,所以黑洞是看不见的,在空间的背景下呈现黑色。科学家们知道黑洞存在的唯一方法是使用专门的望远镜来观察它们周围的恒星和气体的行为,以及它们的行为如何随着与黑洞距离的变化而变化。有不同的类型吗?
确实有几种类型的黑洞——最小的只有一个原子那么小,但它们的质量却相当于一座大山。从另一个角度来看:一滴水含有2万亿的氧原子和4万亿的氢原子。想象一下,那么多的山脉被挤压成一滴水的大小,密度那么大!还有"恒星"黑洞,它们要大得多,是在非常大的恒星的中心死亡并向自身坍塌时形成的。最大的黑洞被称为"超大质量",它们的名字绝对名副其实。这些黑洞的质量相当于一百万个太阳的质量,它们位于星系中心。你可能对银河系的形状很熟悉;它看起来像一个绕着中心核旋转的螺旋——这是有原因的。与其他星系一样,我们的星系也在围绕着一个超大质量的黑洞旋转。相对于距离更远的恒星,有些恒星受到的更高的引力吸引,使得漩涡中心显得更紧。那么,如果一个人进入黑洞会发生什么?
戴好你的太空头盔,因为接下来会变得很奇怪!还记得我说过黑洞有极强的吸引力吗?传奇科学家阿尔伯特·爱因斯坦认为,如果引力足够强,就能扭曲我们所知的空间和时间,使其弯曲。因此,如果一个物体的密度足够大(想象一下一个水滴里有那么多山!),它就可以弯曲自己,在空间的结构里钻一个洞。你进入洞穴越深,它就变得越扭曲,直到你到达"奇点"(一个存在又不存在的点)。这是空间和时间的弯曲变得无限的点,空间和时间的概念变得毫无意义,依赖空间和时间保持不变的物理定律也不再适用。所以,如果有人进入黑洞,现实是会……分裂。霍金和爱因斯坦的理论
有几种理论的可能性,发生什么也取决于你的观点——你是掉进其中的人,还是旁观者?两种观点可能不同,但在科学上都是正确的,而且是同时发生的。是的。我告诉过你这很诡异。让我们进一步分析一下。假设你是掉进去的那个人——一切都从"视界"开始。这是理论上黑洞的边缘,它的引力精确地抵消了光逃离它的努力。一旦你过了视界,就出不来了。这里有两种可能性:你完全毫发无损地掉过视界,或者你被霍金辐射烤焦了,进入了太空灰烬的阴影。由于量子效应,视界上的黑洞会发出热辐射,蒂芬·霍金正确预测了热辐射的存在而得名。根据爱因斯坦的广义相对论,第一种可能性会发生——你会轻轻地驶过事件视界进入黑洞,不会有任何碰撞或烧伤。这是因为从技术上讲,你正处于自由落体状态,而在自由落体状态下,你感觉不到重力——然后平静地度过你的余生——直到你用尽生命,或者接近奇点。这是因为,当你靠近奇点时,引力会显著增强。假设你的脚是先下落的,那么你的脚会比你的头受到更大的重力作用,并且会把你拉长,直到你的分子被简单地撕裂。这不是一个愉快的结局,但科学家们确实有一个绝妙的术语来形容这种效应——"意大利面条化"。观察你的人不可能看到你穿过视界,因为一旦你穿过了视界,你反射的光就无法再从视界中逃脱。然而,从理论上讲,他们看到的是你向视界下落的速度越来越慢,然后变成红色。这是因为,你越靠近黑洞,光线就会向电磁光谱的红外端弯曲,它就越难以逃脱黑洞的引力。那么哪个现实是正确的呢?
事实是这样的——科学家们多年来一直在与黑洞的本质作斗争,却无法做出决定,无法将任何一种现实定义为事实,从而打破我们所认为的科学定律。物理学家把这个难题称为"黑洞信息悖论"。人们提出了许多解决方案,但每一个方案带来的难题都多于解决的问题。呃,令人难以置信。我知道你在想什么,我应该担心这些吗?一个黑洞会突然出现并吞噬地球吗?让我让你放心吧。黑洞不会在太空中呼啸,造成严重破坏并吞噬太空中的物质。地球不可能被黑洞吸进去,因为在我们的太阳系附近,没有一个黑洞能让这种事情发生。"但如果我们的太阳坍缩形成黑洞怎么办?"。我们的太阳永远不会变成黑洞,仅仅是因为它还没有大到可以变成黑洞的程度。即使是这样,黑洞形成的引力也会和我们的太阳一样,地球就像太阳系中的其他行星一样,继续像我们现在一样绕着太阳转。
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