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用一枚火箭,沿著與黑洞中心連線的反方向,推力超過黑洞引力(引力不是無限大的),加速,能否逃出黑洞?還是說時空彎曲到了任何方向都是面向黑洞中心的程度了?見過別人對於第一宇宙速度的討論,與這個問題類似。通常的說法是因為逃逸速度達到了光速,所以不可逃逸,但逃逸速度是針對無動力僅靠慣性運動的物體而言的。
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  • 1 # 時光碎片12

    黑洞的視界應該是指光的不可逃逸區來界定的!在這個距離內連光也跑不出來,足見引力之強。即使你可把物體加速到光速的推力,也逃不出視界。那如果是超光速呢?答案是也不一定!因為人類認知的最快物體是光,人也是透過光來辨識物體的。黑洞視界內引力也許強到超光速物質也無法逃逸的變態程度!但這可能有個度,比如十倍光速可逃,這點無人知道,也無觀測資料等進行推論。視界應是球面的,無論那個方向。另,對低速物質來說,其不可逃速半徑遠遠大於視界半徑。

  • 2 # 夜裡一孤燈

    在引力波沒被證實之前有人相信它的存在嗎?有的只是沒有證據。其實黑洞也是一樣的它的內部視界引力很強,一個外一個內而已,它強大的引力加上內部無處次的摺疊進去的物質很難能逃出來。那麼問題來了!進去的物質去了哪裡?我只能說它們被轉換了

  • 3 # 笑看風起雲湧花謝花開

    感謝邀請。在沒有看到真實黑洞以前,人們對黑洞性質的猜測存在很多的誤區。最大的誤解就是黑洞引力大到無法逃脫的地步。黑洞並非一個吞噬一切的怪獸,黑洞的作用也沒有大家想象中的那般可怕。我認為進入黑洞的過程是無感覺的漸進的過程,從某種意義上講,我們現在就在穿越宇宙黑洞的路上,人們根本不需要“逃離”,逃離反而離經叛道的,你要逃離地球去哪裡呢?看著別人穿越黑洞,與自己正在穿越黑洞,感覺上真的完全是兩碼事。

  • 4 # 宇宙觀察

    黑洞視界之內什麼都不可能逃出來

    黑洞之所以成為宇宙中最恐怖的東西,就是因為它極其變態的引力,被人類稱為宇宙馬桶。

    至於黑洞視界內為什麼不可逃離,這是因為黑洞本身就擁有全宇宙最強的引力,連光都無法從黑洞中逃脫,要知道光速可是每秒三十萬公里!

    題主所說的用火箭逃離黑洞的方式是不可能的 因為相對論不允許有質量的實體達到光速,所以火箭的極限速度就只能是無限接近光速。大家不要忘了,連真正的光都無法逃脫黑洞,你一個連光速都到不了的飛船怎麼可能跑的出去?

  • 5 # 耀星會工作室

    因為光錐旋轉90度,時空座標互轉吧。

    在這裡是空間充當時間的角色,等r面(以奇點為中心,半徑為r的等球面)就類似於等時面,在黑洞內部空間充當的時間的角色,所以墜入黑洞內部掉入奇點,這個過程就相當於我們不斷演化,向著未來一樣,是不可抗拒的。

    我們來簡單的介紹一下廣義相對論的框架之下是如何得出這個結論的。

    為了方便書寫,我們這裡採用幾何單位制,也就是令c=G=1。

    愛因斯坦場方程:

    物質項=曲率項

    G_μυ=8πT_μυ

    其中,G_μυ被稱為愛因斯坦張量。

    G_μυ=R_μυ一1/2g_μυ,這裡是不加宇宙項的。

    這裡每個都是4x4矩陣,有16個分量,由於它們是對稱張量,所以最後有十個是獨立分量。

    因此這個方程實際上是十個聯立的二階橢圓型非線性偏微分方程。因此實際上很難解。

    不過可以考慮一些特殊情況,比如假設一顆天體沒有自轉,靜態,它的引力場具有球對稱性。有了這些限制條件就可以大大減緩難度,這樣得出來的解。我們可以將直角座標系的(t,x,y,z)改成採用球座標系(t,r,θ,φ),這樣更容易看出球對稱性。

    這樣我們將會得到一個應該是第一個最精確場方程的解一一史瓦西解。它是描述靜態沒有自轉而且具有球對稱性的時空。但是它分了兩部分,就一種是天體內部的,還有一種是外部的真空解

    這樣我們得到的球座標系下的史瓦西時空的時空度規線元是這樣的:

    ds^2=-(1- 2M/r)dt^2+(1-2M/r)^(-1)dr^2+r^2(dθ^2+sin^2θdφ^2)

    時間項分量的係數g_00=-(1-2M/r),當r=2M時,這一項分母將是零。對於dx前面的係數,也就是空間項其中一個分量g_11=-(1-2M/r)^(-1),在這裡將會出現g_00=0,g_11=∞, ,這兩處被稱之為史瓦西奇異性。由於在 r =2M處度規張量的行列式和標曲率都是正常的,因此g_00=0它是屬於座標奇異性,在那裡的時空曲率自身並不發散,時空本身並沒有矛盾,這種奇異性源自於座標選擇不當引起,如果我們選擇合適的座標系,那麼這種發散將會消失,這種奇異性也會消失。這就好比極座標是無法描述原點的,但是直角座標系確實可以很好的描述。因此,對於選擇極座標來講,原點是座標奇點。

    但是,g_11=∞無法利用座標變換來消除它,確確實實是時空本身的問題,所以你不管選擇什麼樣的座標系,時空曲率還依然在在那裡發散。

    那麼我們研究研究這兩個地方到底有沒有特別之處?

    r=2M這個大家會熟悉,這個叫史瓦西半徑,史瓦西黑洞的半徑。記作:r_s=2M

    光錐反轉90°與時空座標互換:

    我們都知道,兩個事件之間的時空間隔的平方ds^2與0對比可以分類:

    ds^2>0,我們稱之為類時曲線;

    ds^2=0,我們稱之為類光曲線;

    ds^2<0,我們稱之為類空曲線。

    現在我們來考察一下史瓦西時空中的。

    對於平直空間中的一點P都可以有個光錐,而且也有個向量A_μ。

    考察史瓦西時空中的等r面,(時間t是一個定值)的法向量A_μ(垂直於等r面的向量)。

    我們可以得到它的長度:

    ds^2=A_μA^υ=g^μυdx_μdx_υ

    因為是等r面,並且時間t取一個定值,因此:

    ds^2=A_μA^υ=g^μυdx_μdx_υ

    =g^11dx_μdx_υ

    由此看出,

    當g^11=0時,ds^2=A_μA^υ=0;

    當g^11>0時,ds^2=A_μA^υ>0;

    當g^11<0時,ds^2=A_μA^υ<0;

    那這會兒會發生什麼情況呢?

    我們先仔細看一下球座標系下的史瓦西時空的時空度規線元是這樣的: ds^2=-(1- 2M/r)dt^2+(1-2M/r)^(-1)dr^2+r^2(dθ^2+sin^2θdφ^2)

    我們會發現在黑洞外部,r>r_s=2M

    這個時候,g^00<0,g^11>0,g^22>O,g^33>0,

    而此時,由上面我們可以知道

    g^11>0時,ds^2=A_μA^υ>0;

    它是一個類時曲線。

    可當在黑洞內部的時候,r>r_s=2M

    這個時候,g^00>0,g^11<0,g^22>O,g^33>0,

    而此時,由上面我們可以知道:

    g^11<0時,ds^2=A_μA^υ<0; 它是一個類空曲線。他和我們類時曲線之間無法建立因果關係。

    我們都知道,黑洞外部任意兩個事件可以建立因果聯絡是類時曲線,但是到了黑洞內部就變成了類空曲線,不能建立任何因果聯絡。它們倆不能相互影響。

    因此這就是為什麼說掉入黑洞內部的物體無法和外部建立因果關係的原因。

    另外,從史瓦西時空度規中,我們可以看出,

    在黑洞外部,r>2M,所以時間分量g_00是小於零的,其他的三個空間分量是大於零的。

    而在黑洞內部,r<2M,所以時間分量是大於零的,g_11這個分量是小於零的,其他兩個空間分量是大於零的。

    因此,r必須要當成時間座標t來看,時間座標t也必須當從空間座標來看。

    這樣,等r面作用就類似於等時面,物體墜入黑洞的內部就相當於我們不可避免的流向未來。但是不同的是,我們是奔向未來時間的終點,墜入黑洞內部的物質是奔向r=0,奇點。

    因此這就是為什麼墜入黑洞內部的物體,無法逃離黑洞的原因。

  • 6 # 千辰澯海天文宇客

    無論飛船怎麼飛也逃不出來。

    因為黑洞的奇點巨大的引力使周圍時空曲率無限大,光進入到這個引力場中,便隨著這片時空旋轉到奇點內。

    很多網友認為之所以所有物質進入黑洞視界內都不能逃逸,是由於其事件視界的速度是超光速的,光速是3×10⁸米/秒,那黑洞內的速度比光速要快得多。

    也有人認為,第一宇宙速度也是夠快了,可達7.9km/秒,也就是7900米/秒。如果飛船以這種速度沿著黑洞中心的奇點連線的方向(黑洞連線的方向是否為黑洞直經線)加速飛過去,是否能逃逸出來?

    先來看看光速比第一宇宙速度快了37974倍,並且由於相對論的限定,無論飛船怎麼加速也達不到光速,更別說超光速的黑洞事件視界了。

    所以飛船如果飛向黑洞,那是飛蛾補火,勇於獻身的做法。飛船必定逃不過黑洞巨大的引力的魔爪,而像其它物質一樣墜入黑洞的無邊引力之內,被拉成麵條狀,吸入到奇點內。

  • 7 # 天體物理學

    首先我們要明白黑洞是什麼,黑洞的引力怎麼來的,就是物質塌縮到無限小,引力強到光都不能逃逸的程度,但是這引力也是有上限的,理論來說只要推力超過黑洞引力就能逃出黑洞,只是光的靜止質量為0,它的運動質量它的速度有關。視界以內的物理規則也被打亂,火箭要超過光的速度需要的推力又是無窮大,所以視界以內直接為不可逃逸。

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