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1 # 萊夫
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2 # 科學矩陣
撰文 | 雲風 ◈ 圖源 | Internet
科學界從來就沒有被吸入黑洞的過程時間無窮的這種說法。
按照理論,天體質量越大,時空扭曲的程度就越大,天體所表現出來的引力也就越強,時間也會流逝得越慢。
它的具體表現是:
在質量越大的天體附近,時間會流逝得越慢;
越靠近大質量天體,時間會流逝得越慢。
黑洞是質量極大的天體,時空扭曲的程度異常大,時間流逝也特別慢,所以當你被黑洞的引力捕獲,“掉”向黑洞時,外界的時空在你看來會飛速地運轉,所有天體在你眼裡會只剩下軌跡。
例如一顆作環繞運動的行星,在你眼裡已經不是行星,而是一個圓環了。
與此同時,在外界看來,你幾乎是停在那裡靜止不動的。
不過,這並不表示你真的靜止不動,只是對於外界而言,你的速度很慢而已。你自己的感受仍然是以正常的速度墜入黑洞。
這就好比你看日月星辰,看上去似乎是靜止不動的,但經過一段時間後,它們仍然會位移。所以在外界看來,經過一段時間後,你仍然再向黑洞靠近。至於這個時間究竟有多長,不經過公式計算是不知道的。
舉個直觀的例子:假設你從空間站開著一艘速度超快的飛船,去接近一個超大質量的天體。在這個天體的時空扭曲範圍(引力範圍)內,一分鐘等於空間中的十年。
在你的主觀感受下,你花費了一分鐘勻速衝向它,在天體上停靠了一分鐘(或許你抽了一支菸),然後又勻速飛回了空間站。
那麼在空間站的人看來(假設他們能一直看見你的話),你在整個過程中的表現將會是這樣的。
剛離開空間站時,你的飛船快速地衝向那個天體。
可是一進入它的引力範圍,就好像受到了極大的阻力,瞬間減速,變得越來越慢,很快,就靜止不動了,如同定格在空間中的雕塑一樣。
然後,你開始以十分緩慢的速度朝天體位移,每個月靠近一點,十年之後,你終於到達了。
此後,你的飛船一直停在原地不動,又過了十年之後,才開始以每天位移一丁點的方式慢慢朝空間站的方向靠近。
就這樣過了十年,飛船的位移速度漸漸變快了,並且越來越快,最後,以極高的速度飛快地衝回了空間站。
這時,你就會發現你才花了三分鐘,就讓空間站裡的人老了三十歲。
這就是相對論所表達的:時空是相對的。
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3 # 想法捕手
掉進黑洞的時間無限長,只是在黑洞外的觀察者看到的情景。對於墜入的人來說,只是一瞬間的事。
當一個人進入黑洞的強引力範圍內,將被面條化吸入奇點,他的一切資訊將從這個世界上抹去。
但在外面的觀察者看來,這個人只會無限地接近黑洞的事件視界(以黑洞中心奇點為圓心,史瓦希半徑圍合成的一個球面。但由於光學原因,在外部看它更像一個二維平面的圓,十分詭異),但就是掉不進去。
因為黑洞周圍的時空被扭曲,扭曲的時空表現為巨大的引力,史瓦希半徑內連光都跑不出去,所以我根本看不見事件視界內的一切景象。
也就是說,外面的我們看不見黑洞事件視界裡的任何東西,一個人掉進黑洞的事件視界後,我們就再也看不見他了。
那為什麼我們會看見他在掉落的過程中,無限接近事件視界呢?因為,我們看見的這個無限接近的映像實際上只是一個過去的映像。
也就是說,這個人在掉落到事件視界之外的情形,會被光記錄反射出來,因為還未進入事件視界,光能拼命地逃離黑洞的引力,然後延遲地到達了我們眼中。
所以我們會看見一個無限掉落靠近黑洞事件視界的過程。
並且強大引力還會造成光線紅移,會讓我們覺得這個映像越來越紅,越來越暗。
其實這個時候掉進去的人,早就從這個世界消失了。由於黑洞中心奇點的奇異性,這個掉進去的人到底變成什麼了?我們不得而知。
至於黑洞的壽命,是由於霍老爺子的“霍金輻射”。之前我們一直以為黑洞只進不出,但“霍金輻射”告訴我們,黑洞不僅一直往裡面吸東西,同時還會向外進行微弱的熱輻射。
有輻射也就是說,黑洞會有質量損失。也就是說,只要時間足夠長,並且沒有東西吃的話,黑洞會隨著“霍金輻射”壽終正寢。
當然“霍金輻射”雖然被科學界廣泛認可,但畢竟沒得到實驗驗證,所以它也只是一個理論假設,霍老爺子也得不了諾貝爾獎。
對於大質量的黑洞來說,即便有“霍金輻射”的存在,黑洞的壽命也足夠漫長了,但越小的黑洞“霍金輻射”效應越大。
也就是說,如果存在微型黑洞,“霍金輻射”對它來說,就是致命的。所以我們宇宙現在基本不可能會存在微型黑洞。
至於黑洞如果真的由於“霍金輻射”而消失了,那原來被黑洞抹去的物質資訊都跑那去了?這就是有名的黑洞資訊悖論了。
總結一下掉落黑洞的過程時間無限長,只是一個視覺假象,和黑洞有無壽命沒有任何關係。
面對會玩弄光線的傢伙,你看見的都不是真實的,“眼見為實”在宇宙中幾乎行不通。
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4 # 千辰澯海天文宇客
物質掉進黑洞的時間並不是無限長,相對於黑洞壽命只是一瞬間。
在1974年以前,科學家一直都認為黑洞的壽命是無限長的,直到英國物理學家霍金提出了“黑洞輻射”:黑洞也會因向外散發輻射而蒸發殆盡,最終爆炸而亡。
雖然黑洞最後也會殞命,可它們的壽命可以天長地久,甚至會超過宇宙壽命。根據科學家計算,宇宙中已知最大質量黑洞,可以存在10¹⁰⁰⁰年的倍數之久;就是一顆地球質量的黑洞也能生存宇宙年齡的5萬億億億億倍以上(宇宙年齡以截止目前的138億年計算);一個10億噸的黑洞也可以存在約138億年。
黑洞能吞噬一切是因為它內部奇點的引力、質量可以無限大,以致進入它吸積盤內的一切物質都無法逃離,光也不例外。被它吞噬的物質會在巨大的引力中壓碎為現今的物理學無法解釋的“空無”。
黑洞吞噬物體的大小、質量不同,所需時間也不同,如果僅僅一個原子或分子,可以瞬間吞沒;如果太陽那樣的大質量天體,它們相遇的情形不同,吞噬時間也不同:如果是直接撞上,那麼片刻便能吞沒;如果是緩慢靠近,開始時,太陽與黑洞就會相互旋轉,旋轉時,太陽就會在約7天逐漸被黑洞吞噬。根據科學家的觀測,在銀河系內每10年就會有一個恆星被黑洞吞噬;黑洞質量大小不同,吞噬速度也不同。
如此,黑洞吞噬天體不是有人想象中無限久的時間,相對黑洞壽命只是轉瞬即逝。
回覆列表
掉入視界對外部宇宙的觀測者來說時間確實是無限長的,因為全部釋放出掉入物體的資訊需要等到黑洞完全蒸發,而黑洞蒸發的過程是針對黑洞自身來說的,包含了所有它吞噬物質的資訊的釋放過程,所以即使以黑洞自身的參照系已經蒸發完畢,從外部觀測,它的資訊永遠在釋放直到時空被無限抹平趨近於平坦