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1 # 時空通訊
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2 # 科學船塢
黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言的產物,並已被證實存在於宇宙中,近幾十年來對於黑洞的研究,已經可以揭示黑洞最本質的特徵。
1915年,愛因斯坦提出了廣義相對論,在他的理論中,引力並非是牛頓認為的那種物體間的吸引力,引力實則是物體彎曲周圍時空的產物,他創造性地將時空與物質聯絡在一起,當一定質量的物質聚集在一起,那麼該處的時空彎曲得就越厲害,一個超高質量的物體就會使得周圍的時空極度扭曲,甚至會因此束縛住光的運動,使得光無法逃離該物體形成的引力勢阱,於是,美國物理學家惠勒將其命名為“黑洞”。
一個人被一根理論上足夠結實的繩子拴住並放在黑洞中,過一會兒再把他拉上來,他會怎麼樣?
首先我們需要了解黑洞的性質
黑洞根據其是否旋轉是否帶電可以分為:不旋轉不帶電的史瓦西黑洞、不旋轉帶電的R-N黑洞、旋轉不帶電的克爾黑洞、旋轉帶電的克爾-紐曼黑洞,不同的黑洞具有不同的性質,在宇宙中,史瓦西黑洞佔多數,所以我們以普通的史瓦西黑洞來舉例。
黑洞有一個視界,這個視界是區分黑洞內與黑洞外的邊界,一旦有物質掉入黑洞視界內部,那麼就甭想再回去,它會直接向奇點掉落,在掉落的過程中,物體已經被碾碎了。而且,越是質量偏小一些的黑洞,在視界周圍的引力就會越恐怖,它會將物體拉成麵條,而越是質量偏大一些的黑洞,它的視界周圍可能就比較平常了,可以輕易的越過去。
就算是毫髮無損的越過去了,等待的結果也還是被撕碎,所以依據題目來說,因為繩子是假設的非常結實,至於多結實,咱就不問了,那麼拉回來的將只是一根繩子,那個人就永遠地留在了黑洞中了。
有人問,掉入黑洞中可以看見未來,是這樣嗎?
由於黑洞是引力極大的天體,根據廣義相對論,引力可以彎曲時空,引力越大的地方,時間流逝得就越慢,在黑洞裡,引力大到無法想象,那麼時間流逝得就極其緩慢。所以,如果那個人可以透過黑洞的視窗向外界看,那麼他可以看到宇宙的終結時刻。
有人還會問,在外界看,那個人是否就永遠凝固在了視界表面,不會看到他真正地掉入黑洞?
一般來說是這樣的,由於時間變得極慢,他掉落的速度也變得極慢,你會看到他在很長的一段時間內都停留在黑洞視界表面,當然那只是他的影像罷了。還有一種說法是這樣的,根據動態黑洞模型來看,黑洞並不是一成不變的,如果黑洞在“進食”,那麼它的視界範圍就會增加,說白了就是嘴張得更大了,所以正在變大的黑洞會主動地將那個人“吃掉”,所以在這種情況下,外界的人是可以看到那個人掉入黑洞中的。
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3 # 免費手機炒幣機器人
這本來是個奇葩問題,原題一字不改是:如果把一個人用理論上非常結實的繩子把他拴著放到黑洞裡面,過一會再把他拉出來會怎樣?
我不知道這類問題怎麼會放出來。不說問題的科學性,就是問題本身語法也有諸多毛病。而且字數連標點符號達到41個,而平臺規定只能40個字,現在複製這個問題去發也發不出。難道IA也有人情面目?
既然平臺AI給了面子,又有許多這類朋友總想到黑洞裡面一探究竟,就不厭其煩的再說說。
說實話,這類問題是完全不懂科學常識的妄想。
如果這個世界上有這麼結實的繩子,又怎麼會有黑洞存在?
我這麼說可能一點科學常識都沒有的人還是聽不懂。
這樣說吧,這個理論上非常結實的繩子是怎樣一個理論?有這樣的理論嗎?
黑洞是一個科學問題,要了解黑洞,就要有科學常識去了解,違背科學常識還怎麼去了解呢?
黑洞是宇宙中最極端、最頂級的天體,通吃一切,黑洞裡面已經沒有我們人類可以認知的物質存在,你的繩子怎麼拴住呢?
任何我們已知的物質,還沒有接近黑洞前就全部化為灰燼了。
說化為灰燼是非常非常保守了。當一個物體接近黑洞視界時,角動量已經達到極大,也就是吸積盤的轉速達到光速一半甚至接近光速,任何物質在這樣的速度和碰撞下,都已經成為最微小的粒子,甚至連原子也無法存在。
隨便一個最細的灰燼都是若干億個原子組成,所以我說灰燼已經很誇張了。
這時候怎麼有繩子能夠拴住的東西呢?即便用中子星物質做成的繩子也不復存在了。
什麼叫視界?全稱叫黑洞事件視界。
就是在黑洞史瓦西半徑外臨界的一層膜,這只是個比喻,實際上就是史瓦西半徑邊緣能夠被人類所看到的那個邊界。
事件視界是能夠被人眼或者射電望遠鏡觀測到的界限,這個界限裡面就是黑洞的史瓦西半徑。
從視界臨界點一直到黑洞中心那個沒有體積的奇點,有一個球狀引力場包裹,這個球就叫史瓦西半徑。
這個範圍有多大?是人類已知同等質量物質能夠壓縮到的最小體積,計算公式為:R=2GM/C。
這裡,R為史瓦西半徑,G為引力常量(6.67x10^-11N·m/kg),M為天體質量,C為光速。
按照這個公式計算,如果我們地球成為一個黑洞,其史瓦西半徑只有9毫米;太陽如果成為一個黑洞,史瓦西半徑只有3公里。而現在我們地球的半徑為6371公里,太陽半徑為69.6萬公里。
史瓦西半徑範圍就是黑洞無限曲率的範圍。
無限曲率是指時空彎曲已經達到無窮大,表現為引力無窮大。
什麼無窮?就是不知道這個引力有多大,已知可以吞噬我們所知道的一切,連我們知道宇宙中速度最快的光,每秒約30萬公里的速度也無法逃逸。
所以在史瓦西半徑範圍內,我們就什麼也看不見。我們之所有能夠觀測到黑洞,完全是由於黑洞巨大的角動量和時空曲率導致的視界現象。
在黑洞視界外圍,形成了物質極端高溫高壓導致的熾熱可見光,和可以被射電、射線望遠鏡觀測到的各種高能射線,這樣我們才能夠觀測和了解黑洞。
一旦越過了這個視界,一切都化為烏有,就是沒有了,連我們認知的最小原子、電子、夸克都沒有了,無限曲率導致掉落視界之內的一切物質,都無限的龜縮到中心無限小的奇點上,化為超時空的東西。
人類是三維空間四維時空的生物,只能瞭解我們自己的世界。
我們現在一切理論都是描述四維時空世界的理論,而黑洞裡面已經是超時空事物了,因此我們的理論在黑洞裡面就失效了。
失效的邊界就是事件視界,界限外面可以觀測和解釋,過了這個界,我們既無法觀測也無法理解。
我們只知道所有的黑洞都留在事件視界外面幾個基本物理量,就是角動量、電荷、質量。所有的黑洞都一樣,這就是所謂的黑洞無毛理論。
所以我們這個世界不存在能夠進入黑洞的繩子,也不存在能夠進入黑洞還保持某種性質的物質,進去就化為烏有,無法拉出來。
——本回答為西安鼎昂數字貨幣智慧量化(歷時收益,資料核對,實況直播)公司整理。
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4 # 優美生態環境保衛者
如果把一個人用理論上非常結實的繩子把他拴著放到黑洞裡面,過一會再把他拉出來會怎樣?
這又是一個非常腦洞大開的問題。黑洞作為一種還沒有被直接觀測到的神秘星體,一直以來引起眾多科學家和廣大天文愛好者的濃厚興趣,隨著太空觀測技術和研究水平的不斷提升,黑洞的許多物理特性逐漸被人們所認知。而產生諸如用非常結實的繩子把人拴住再拉出來的這種想法,恐怕是對黑洞的基本物理特性沒有基本的瞭解。
黑洞的形成雖然到目前為止,科學家們還沒有真正地直接觀測到黑洞,但是可以由黑洞產生的巨大引力引發的一系列現象,被間接地捕捉到。比如受黑洞引力影響產生的雙星吸積現象、圍繞黑洞執行並散發熱量的吸積盤結構、黑洞吸進物質之後向外界散發大量的X射線等等。另外,一些在黑洞周圍執行的活動星系,其中還會充斥著由星際物質組成的遮蔽環結構,在熱成像上分析具有類似甜甜圈的形狀,與吸積盤處於同一個平同。這些都是我們能夠間接觀測到黑洞存在的證據。
那麼黑洞是如何形成的呢?黑洞說白了,就是大質量恆星在生命的終期,在引力塌縮作用下形成的,與恆星的演化過程密切相關。一個恆星在形成以後,依靠著核心聚變產生的向外輻射壓與自身重力的相互平衡,決定著恆星的穩定狀態,恆星的質量越大,其核心聚變的反應程度就會越劇烈,核聚變的原料物質消耗速度也越快,其壽命也就越短。
當質量比較大的恆星在生命末期的時候,由於內部物質消耗速度的加快,推動外層膨脹後的內聚力相應減弱,向外的輻射壓力(也就是膨脹壓力)仍大於向內的重力作用,恆星就會劇烈發生膨脹,同時溫度逐漸降低,形成紅超巨星。更大質量的恆星,在紅超巨星的週期快要結束之時,向外的膨脹輻射壓力逐漸減小,在核心引力的作用下將會發生塌縮,電子簡併壓如果不能支撐自身重量的引力作用時,組成恆星物質的原子核外電子將被壓到原子核的內部,並且與質子結合形成中子,中子星就這樣產生了。
而黑洞的前身,則是比形成中子星質量更大的原始恆星,在恆星末期塌縮過程中,即使被壓進原子核內形成的中子,其互相之間的斥力也抵擋不住引力帶來的巨大壓力,於是塌縮就會限制地進行下去,中子也被壓得粉碎,最終形成密度幾乎無限大、體積幾乎無限小的黑洞。
根據相關研究,恆星的質量是決定著其最終歸宿的標尺。當恆星質量超過錢德拉塞卡極限(1.4個太陽質量),有可能演化為中子星;當質量超過奧本海默極限(3.2個太陽質量)時,有可能演化為黑洞。
黑洞的基本特性作為間接觀測到的最常見的一種黑洞型別-史瓦西黑洞,其主要的特性包括:
1、引力非常巨大。黑洞地於外界物體來說,有一個可以稱之為安全和不安全的界限,那就是史瓦西半徑,其計算公式為R=2GM/C^2,其中G為引力常數、M為黑洞質量、C為光速,假如我們把太陽看成黑洞的話(實際上形成不了黑洞),其計算出的史瓦西半徑也就3公里左右。當所有物質包括光在到達黑洞的史瓦西半徑之處,其能量就會消失,所攜帶的所有資訊也會歸零。而在史瓦西半徑之內到達核心處的奇點這段距離,將因巨大的引力造成無限曲率,所有物質都將壓碎成目前無法想像的程度,而且一直被擠進奇點,連光都無法逃脫。
2、無法直接觀測。黑洞本身不發光,而且也不會反射任何光線,因為到達的光不是被吸入,也會因引力作用下的時空彎曲發生偏折,因此不能直接被觀測到,只能透過黑洞周圍物體的相對運動來間接地捕捉。
3、黑洞輻射。黑洞對於星際物質的空間轉換,不但具有吸收的作用,而且也會進行釋放,只不過是以粒子流能量輻射的方式進行,這種輻射是被物理學家霍金所證實,因此也叫“霍金輻射”。質量越大的黑洞,其平均溫度越低,輻射作用相對較弱,壽命也越長。
用無比堅硬的繩子拉住人放進黑洞還能拉回來嗎?首先,從黑洞視界範圍的運動規律看,在接近史瓦西半徑處,黑洞外圍物質發生著劇烈的湍流現象,這主要是由於落入物質所損失的角動量,要由遠離中心角動量的增加而補償,隨著之前黑洞被吸入物質的越來越多,所有損失的角動量都被聚集在了吸積盤上,使得它的運動速度極快,可以達到光速的一半甚至接近光速。因此,人即使被繩子拉住,在接近黑洞視界時,就會因巨大的角動量變化將人體撕碎成微觀粒子。
其次,從黑洞吸積盤的溫度來看,在黑洞視界範圍的外圍區域,是呈現高溫高壓的狀態下的,無論是繩子也好,人體也罷,在這種環境下,瞬間也會被燒成灰燼。
再次,即使被繩子拉住的人體,突破了黑洞的視界範圍,那麼到達黑洞視界內部的無限曲率空間之後,幾乎無限大的引力和壓力,也會在極短的時間內將進入的繩子和人體壓碎為突破人類認知的微觀粒子,然後全部匯聚到中心奇點之處。再堅硬的繩子、再抵抗能力強的物體,在黑洞內部一切都是白搭,別說拉回來了,裡面什麼東西都沒了。
總結一下想像歸想像,黑洞還有很多未知和神秘的特性需要我們深入地加以理解,不能簡單地以地球人類的視角來理解黑洞的執行規律。當我們瞭解了更多的黑洞知識之後,或許會對深入掌握恆星週期演化乃至摸到整個宇宙發展和迴圈的規律鑰匙,提供不少的幫助。
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5 # A隨心隨性隨緣
黑洞的密度比夸克的密度還要大一個數量級,這是我計算出來的,不信可以找資料計算.
黑洞吸引物質後會被強大的吸引力撕裂成為比夸克還小的物質.
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6 # 荷塘悅適
非常結實的繩子有多結實?這麼說吧,就算你在宇宙中能找到最結實的材料做成繩子,放在黑洞面前,也是渣渣一個。打個比喻,金剛石在豆腐面前夠結實了吧,可是把你所說的結實繩子放在黑洞面前,下場比豆腐在金剛石面前還慘。黑洞,可是宇宙中極端的天體,在其世界事件範圍內,能把組成宇宙物質最基本的粒子都秒成不知道是什麼的東西(我們人類認知範圍內真的不知道黑洞能把原子等基本粒子變成什麼)
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7 # 宇宙探索
這種假設很讓人抓狂,如果你有強迫症,看到這樣的問題你會跟抓狂。就好比網路上經常假設的“各種超光速”行為,明明知道這種假設是沒有意義的,不現實的,但如果非得假設會怎麼樣呢?
其實很簡單,如果你真的有如此結實的繩子(我不知道到底多結實的繩子),放在黑洞裡還能把它拉出來(我也不知道多大的力量才能拉出來),繩子還會是繩子,人還是那個人,是死是活就不得而知了,但估計很難活著出來。當然前提是你能做到上面的一切!
通常情況下,我們認為黑洞也有逃逸速度,但這個速度超過光速,只要超過光速就可以逃離黑洞,現實中超越光速是不可能的,所以任何物體都無法逃出黑洞(事件視界)。
黑洞是非常奇異的天體,引力可以達到無窮大,這意味著要想用繩子把人拉出來,需要無窮大的力量,這顯然是不可能的。黑洞能把時空結果拉伸到極致,就相當於在一個無窮深的井裡有一個人,你無論如何都不能把這個人拉出來!
黑洞,也是一種天體,無論多麼奇特的天體,所以,“放在黑洞裡”這種說法並不嚴謹,更準確的說法是“放進黑洞事件視界以內”,通常我們認為事件視界就是黑洞的邊界!
所以,最終的結果就是,即使你有足夠大的力量,也只能拉回來一段繩子,絕不可能把那個人拉出來。更大的可能是你自己也被黑洞巨大引力吞噬掉!
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如果這個世界上有這麼結實的繩子,又怎麼會有黑洞存在?
我這麼說可能一點科學常識都沒有的人還是聽不懂。
這樣說吧,這個理論上非常結實的繩子是怎樣一個理論?有這樣的理論嗎?
黑洞是一個科學問題,要了解黑洞,就要有科學常識去了解,違背科學常識還怎麼去了解呢?
黑洞是宇宙中最極端、最頂級的天體,通吃一切,黑洞裡面已經沒有我們人類可以認知的物質存在,你的繩子怎麼拴住呢?
任何我們已知的物質,還沒有接近黑洞前就全部化為灰燼了。說化為灰燼是非常非常保守了。當一個物體接近黑洞視界時,角動量已經達到極大,也就是吸積盤的轉速達到光速一半甚至接近光速,任何物質在這樣的速度和碰撞下,都已經成為最微小的粒子,甚至連原子也無法存在。
隨便一個最細的灰燼都是若干億個原子組成,所以我說灰燼已經很誇張了。
這時候怎麼有繩子能夠拴住的東西呢?即便用中子星物質做成的繩子也不復存在了。
什麼叫視界?全稱叫黑洞事件視界。就是在黑洞史瓦西半徑外臨界的一層膜,這只是個比喻,實際上就是史瓦西半徑邊緣能夠被人類所看到的那個邊界。
事件視界是能夠被人眼或者射電望遠鏡觀測到的界限,這個界限裡面就是黑洞的史瓦西半徑。
從視界臨界點一直到黑洞中心那個沒有體積的奇點,有一個球狀引力場包裹,這個球就叫史瓦西半徑。
這個範圍有多大?是人類已知同等質量物質能夠壓縮到的最小體積,計算公式為:R=2GM/C²。
這裡,R為史瓦西半徑,G為引力常量(6.67x10^-11N·m²/kg²),M為天體質量,C為光速。
按照這個公式計算,如果我們地球成為一個黑洞,其史瓦西半徑只有9毫米;太陽如果成為一個黑洞,史瓦西半徑只有3公里。而現在我們地球的半徑為6371公里,太陽半徑為69.6萬公里。
史瓦西半徑範圍就是黑洞無限曲率的範圍。無限曲率是指時空彎曲已經達到無窮大,表現為引力無窮大。
什麼無窮?就是不知道這個引力有多大,已知可以吞噬我們所知道的一切,連我們知道宇宙中速度最快的光,每秒約30萬公里的速度也無法逃逸。
所以在史瓦西半徑範圍內,我們就什麼也看不見。我們之所有能夠觀測到黑洞,完全是由於黑洞巨大的角動量和時空曲率導致的視界現象。
在黑洞視界外圍,形成了物質極端高溫高壓導致的熾熱可見光,和可以被射電、射線望遠鏡觀測到的各種高能射線,這樣我們才能夠觀測和了解黑洞。
一旦越過了這個視界,一切都化為烏有,就是沒有了,連我們認知的最小原子、電子、夸克都沒有了,無限曲率導致掉落視界之內的一切物質,都無限的龜縮到中心無限小的奇點上,化為超時空的東西。
人類是三維空間四維時空的生物,只能瞭解我們自己的世界。我們現在一切理論都是描述四維時空世界的理論,而黑洞裡面已經是超時空事物了,因此我們的理論在黑洞裡面就失效了。
失效的邊界就是事件視界,界限外面可以觀測和解釋,過了這個界,我們既無法觀測也無法理解。
我們只知道所有的黑洞都留在事件視界外面幾個基本物理量,就是角動量、電荷、質量。所有的黑洞都一樣,這就是所謂的黑洞無毛理論。
所以我們這個世界不存在能夠進入黑洞的繩子,也不存在能夠進入黑洞還保持某種性質的物質,進去就化為烏有,無法拉出來。