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  • 1 # 科學矩陣

    如果知道物質被吸入黑洞後會怎樣,便能知道人類進入黑洞會怎;遺憾的是,我們並不知道物質進入黑洞會怎樣,因此,我們無法得知人類進入黑洞會怎樣。

    人類對黑洞實在是知之甚少,唯一知道的是黑洞會吸入靠近它的一切物質。

    至於這些被黑洞吸走的物質結局如何,目前只有兩種科學預想,但無法驗證哪一種才是正確的。

    也就是說,人類進入黑洞只有兩種結局,可我們不知道究竟是哪一種。

    不過有一點是可以肯定的:無論哪一種結局都是死路一條——人類絕無可能活著進入黑洞。不光是人,任何物質在進入黑洞的“事件視界範圍”時,都只剩下粒子束(能量)了。

    也就是黑洞外的“光圈”位置。

    一旦進入了這個“光圈”,任何物質就再也逃不掉了。並且在到達這個“光圈”的很久之前人就已經死了,甚至連屍體都蕩然無存,因為人體無法承受過於巨大的引力。

    想知道人在巨大的引力下會是怎樣的死法,就把一塊嫩豆腐放進洗衣機裡,然後啟動甩幹功能,看看它的結局。那麼物質進入黑洞之後呢?

    前文提到的物質進入黑洞只有兩種可能性,這話從何說起呢?

    首先要明白一件事情:能量是物質的一種存在形態。

    其實這句話反過來理解也未嘗不可——物質是能量的一種存在形態。

    正如冰與水,我們能理解為冰是水的一種存在形態,也可以理解為水是冰的一種存在形態。

    明白這一點之後,便知道“物質”和“能量”只是同一種東西的不同形態。

    按照熱力學第一定律的推導:能量即不會憑空消失,也不會憑空產生,只會在各種形式之間不斷轉換。所以黑洞就好比是一個不斷進行能量轉換的機器,被它吸入的一切物質終究會被轉換為其他的能量形式,不可能會消失。

    並且,這些能量“可能”會被不斷地輻射出來——這就是所謂的“霍金輻射理論”,也叫“黑洞輻射”。

    霍金認為量子效應允許能量被一個“溫度與黑洞的質量成反比”的黑體輻射出來,這種由黑洞發射出來的黑體輻射,是物質從黑洞中逃走的唯一途徑。

    注意哦,是可能,因為霍金輻射理論目前僅有少量依據,並未被完全驗證。

    既然是可能,那麼就意味著兩種結果:一、會輻射;二、不會輻射。

    假如是結果一

    按照能量守恆定律,黑洞向外輻射多少能量,它自身就必然會損失同等能量。

    根據質能公式E=MC²,可知質能是等價的,也就是說黑洞向外輻射的能量是具有質量的——黑洞輻射出去的能量具有多大的質量,它自身便會損失多大的質量。

    因此,假如霍金輻射的理論成立,黑洞的質量就會在輻射的過程中不斷下降。如果黑洞吸入的能量小於輻射掉的能量,它的質量就會越變越小,直至消失——這便是霍金的“黑洞蒸發”理論。

    這就是物質進入黑洞後的第一種結局。

    假如是結果二

    如果霍金輻射理論不成立,那麼情況就很簡單了——黑洞就如一個貔貅,光吃不吐!

    被吸入黑洞的能量如果無法被輻射出來,便會一直存在於黑洞中。

    而黑洞的巨大引力會導致一切能量不斷地向內坍縮,形成一個體積無窮小、質量無窮大、溫度無窮高的點,也就是著名的“黑洞奇點”。

    黑洞奇點是否存在目前尚未驗證,但如果黑洞真的只進不出,所有被吸入的物質就只能是這樣的一個奇點,沒有其他的可能性。

    同時,奇點中也不可能存在任何形式的物質形態,只能以能量的形態存在。

    綜上:

    被黑洞吸入的一切物質,一旦進入“事件視界”的範圍,就不再以物質形態存在,只以能量形態存在了。

    當這些能量最終跌入黑洞之後,或許會被轉換為其他能量形式並輻射出來;也可能永遠被禁錮在黑洞奇點中。

  • 2 # 軍機處留級大學士

    人類進入黑洞,身體會被撕成儘可能小的碎片,這是“太空中最壯觀的死亡方式”。

    黑洞是一個引力非常強大的地方,需要以比光速更快的速度行進才能逃脫它的引力。因為宇宙中沒有任何東西比光速更快,所以任何落入黑洞的東西都無法逃脫。重力變得足夠強以產生這種現象的邊界被稱為“視界”,它標誌著黑洞的外部邊界。

    離黑洞中心越近,引力就越強。如果人類被黑洞的引力吸引住,會被送向它的中心自由落體。拉力會隨著人類向黑洞中心移動而增加,在人類的身體上產生所謂的“潮汐力”。也就是說,作用在人類頭上的引力會比作用在你腳趾上的引力強得多(假設是頭先掉下來的)。這會讓人類的頭比腳趾加速得快,這種差異會拉伸人類的身體,直到它斷裂,首先是在最薄弱的地方,然後隨著潮汐力變得比將人類的身體結合在一起的化學鍵更強,從那裡迅速瓦解。人類會變成一堆互不相連的原子。這些原子將被拉伸成一條線,繼續行進,就像牙膏被擠出管子一樣。沒有人知道這些原子一旦到達黑洞的中心會發生什麼。

    黑洞吞噬的物質和人越多,它就會變得越大。這可能會降低它的危險性。隨著黑洞尺寸的增加,內部引力的差異變得不那麼明顯。如果人類掉進一個真正巨大的黑洞,變化的速度——以及由此產生的潮汐力——可能不足以撕裂你的身體,直到人類越過視界。

    如果人類進入一個足夠大的黑洞,人類的最後時刻會有點像在一面扭曲的單向鏡子裡。外面沒人能看見這個人,但這個人能看到他們。同時,引力會奇怪地彎曲光線,瞬間扭曲這個人最後看到的一切。

  • 3 # 時空通訊
    人能不能進入黑洞,首先要了解一下黑洞是個啥玩意。

    自從愛因斯坦廣義相對論預言宇宙中存在黑洞這樣的極端天體,100年來黑洞一直像謎一樣盪漾在人間,人們在尋找,一直到了1970年,科學家們才真正的找到了黑洞,從而證實了愛因斯坦的預言。

    這顆最早被發現的黑洞在天鵝座X-1,美國“自由”號衛星發現那裡有一個特別的射電源,有一顆比太陽質量大30倍的藍色恆星,但這顆星球竟被一個重約10個太陽質量看不見的玩意所牽扯著,天文學家認為這就是黑洞,這就是人類發現的第一個黑洞。

    隨著時間的推移,黑洞發現得越來越多,越來越大,最大的黑洞竟有太陽質量得660億倍。2019年4月10日,科學家們公佈了拍攝到得第一張黑洞照片,這是一個距離我們5500光年距離得黑洞,位於室女座一個叫M87的巨大橢圓星系中心,質量為太陽的65億倍。

    至此,黑洞從預言到觀測發現,再到真正的看見並拍下照片,成了鐵板上釘釘的事實。為此我們由衷的感嘆科學家們的卓識遠見高瞻遠矚。

    愛因斯坦為什麼會預言這個宇宙中存在這樣一種特別的天體呢?有些人喜歡想象,尤其那種喜歡眯著眼睛天花亂墜的妄想之人,以為老愛等科學家也是這麼一想就出來的一個預言,只不過是他走運罷了,被他猜中了,所以才出了名。

    其實這是完全錯誤的。黑洞這個古怪的玩意是愛因斯坦引力場方程的一個解,也就是根據愛因斯坦的引力方程相關理論,會得到這樣一個必然的結果。

    這個結果是德國天文學家卡爾·史瓦西1916年透過計算得到的,他發現如果將大量物質集中於空間一點,其周圍就會產生一種奇異現象,會在質點周圍形成一個介面,任何物質一旦進入到這個介面,就會無可奈何的向中心那個質點墜落,連光也不例外。史瓦西還計算出了這個界限大小,人們把它叫做“史瓦西半徑”。

    美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒把這種奇怪的天體命名為“黑洞”,從此黑洞成為天文學界一個重要課題。

    通俗的說,黑洞就是物質質量的一個界限,任何物質一旦被壓縮到這個界限裡,就會變成一個黑洞。人們把這個界限稱為事件視界,又叫史瓦西半徑。

    質量不管大小都有自己的事件視界,或者叫史瓦西半徑,這個半徑的大小計算公式為:R=2MG/c^2。

    其中,R為史瓦西半徑,M為物體質量,G為引力常量(G=6.67×10-11N·m^2/kg^2),c為光速。

    一個原子、一個人或一頭豬、一座山、一個星球都有自己的史瓦西半徑。這個原子、這個人、這頭豬、這座山、這個星球,只要把自己所有質量壓縮到自己的史瓦西半徑中,都會成為一個黑洞。

    地球的史瓦西半徑約為9毫米,太陽的史瓦西半徑約為3000米。至於原子、人、豬和一座山的史瓦西半徑有多大,大家自己根據上述公式自己去算吧。

    雖然所有物體都有自己的史瓦西半徑,但不是誰想自己鑽進史瓦西半徑就能夠進去的,這要極端的壓力條件下才能夠做到。

    像太陽這樣的恆星死亡後只能把自己壓縮為一個白矮星,密度達到每立方厘米1~10噸。

    太陽質量8倍以上恆星死亡時,會發生超新星大爆炸,中心留下一個緻密的核,這個核只有10公里半徑左右,卻有太陽質量的1.44倍以上(錢德拉塞卡極限),就成為一個更加緻密的中子星,密度達到每立方厘米1~20億噸。

    當中子星的質量超過太陽的3倍左右時(奧本海默極限),就會由於無法撐住無比巨大的壓力,繼續坍縮成一個黑洞。這時候,這顆星球的所有質量就壓縮進了自己的史瓦西半徑,並且一直無止境的坍縮排中心那個奇點。

    由此可以看出,原子、人、豬、大山、地球、太陽都沒有條件成為黑洞。但在大型強子對撞機裡,可以透過巨大能量把粒子加速到接近光速,然後讓它們碰撞,形成瞬間的超高溫高壓,理論上可以人工製造原子級的微型黑洞。

    奇點不是憑空想象出來的,而是引力場解的必然結果。但這個奇點已經不在我們這個四維世界算帳,是一個超時空的玩意。

    因此科學家無法知道這個奇點是怎樣一種狀態,只知道這個奇點無限小、時空曲率(引力)無限大、密度無限大、溫度無限高。

    而其無限的曲率就會在周邊自己的史瓦西半徑(事件視界)內,製造出把一切都埋沒的奇蹟,光也被吞噬。在這個界限外的東西才能夠被人類所看見,界限內就什麼也看不見,這就是事件視界的本義。

    因此在事件視界內,已經什麼都不可能留存,一個粒子也沒有,人到裡面當然也化為烏有了,所有的東西都化為質量、電荷、角動量三個物理量,集中到那個烏有的超時空質點(奇點)上,這就是所謂的“黑洞無毛”,就是黑洞裡面的東西都是一樣性質的玩意,一根毛的區別也沒有。

    到了黑洞事件視界中已經是無限引力,其實人不但無法保持人樣進入黑洞,也無法保持人形接近黑洞。

    到了黑洞事件視界附近引力已經非常大了,形成的吸積盤(天體物質被黑洞強大引力拉扯聚集在周圍)轉速極快,甚至接近光速,因此這些物質會碰撞發射出巨大的輻射和能量,發出各種射線和可見光,人類對黑洞的第一張照片就是這樣拍到的。

    所以,現階段人類不管乘坐什麼樣的飛船接近黑洞,都會被強大的引力潮汐力拉扯變形,有人比喻會被拉成一根長長的麵條,但這畢竟是一種調侃,事實上,任何飛船還沒掉到黑洞視界內就已經被撕得粉碎了,成了一團超高溫粒子飛快旋轉著掉進那無底的深淵。

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