潜入巨大的黑洞之中是一种什么体验?

作者: 带你飞的科学探索

来源: 新浪探索

发布日期: 2019-11-21

本文描述了潜入一个既没有电荷也没有自旋的大型黑洞的假设性体验,解释了黑洞的基本概念、事件视界的特性以及接近和穿越事件视界后的物理现象,包括光频率的变化、身体的极端拉伸和挤压,以及最终到达奇点时的未知景象。

当你踏上了探索宇宙深处的漫长旅行,在太阳系外的深空中,你已经跨越了数万光年的距离。你勇敢深入浩瀚的星际空间,见证了宇宙中一些最美丽,也最惊人的事件,从新恒星系的诞生,到大质量恒星的灾难性死亡。现在,你将迎来自己的绝唱,成为一个伟大事件的一部分:你要潜入一个巨大的黑洞之中,看看在神秘的事件视界的另一边,到底是什么样的景象。

首先,我们需要澄清一些概念。黑洞其实有很多种,有的大,有的小;有的带电荷,有的不带电荷;有的在快速旋转,还有的静止不动。在这个特别的故事中,为了描述的方便,我们将这场冒险设定在最简单的可能场景:一个既没有电荷,也没有自旋的大型黑洞。

在相隔很远时,这个大型黑洞出奇地温和。毕竟,这只是一个巨大的物体,就像其他任何庞然大物一样。引力是引力,质量是质量,黑洞的引力来自于巨大的质量。这就像太阳,它对你的引力和你对它的引力是一样的。相比之下,黑洞所缺少的只是美妙的阳光、热量和辐射,因此,如果你想在一个安全的距离上绕着黑洞旋转的话,肯定可以做到。

事件视界不是一个真实的物理边界,它既不是膜,也不是某种表面。事件视界的简单定义就是一段到奇点的特定距离,如果落到这个距离以内,你就无法逃脱。在这段特定的距离中,引力是如此之大,以至于任何东西,甚至光本身,都无法逃脱黑洞的魔爪。如果你落到事件视界内,又突然觉得自己受够了黑洞探索任务,那就为时已晚了。无论你多么努力地发动推进器,都无法使自己远离奇点。你已经被困住了,任何努力注定都是徒劳的。

当落向奇点时,你并不会被笼罩在黑暗中。来自周围宇宙的光会与你一起坠落,并在你之后继续坠落。由于极端的引力,光会迁移到更高的频率,而且由于时间膨胀,外部宇宙似乎加速了。古怪的事情还不止于此。由于黑洞的所有质量都集中在一个无限小的点上,所以引力的差别非常极端。从头到脚,你的身体会被极度拉伸,这个过程被称为“意大利面化”。此外,你的躯干中部会被挤压。

这种挤压也会作用在你周围的光束上,使入射的光线集中到你腰部的明亮带。

当你接近奇点时,你可能会像降落在一个巨大的、没有特征的、空无一物的黑色星球表面。当奇点完全从一个视界延伸到另一个视界时,你就成功到达了奇点。你会发现什么?我们不知道。如果你能告诉我们就好了,但就像前面所说的,没有什么能逃脱黑洞,包括已经进入黑洞的你。

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