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連光都無法逃脫,如果你落入黑洞又將會發生什麼?

由 時光卻已不再 發表于 體育2021-07-05

關於黑洞的討論仍然使科學家們困惑不解。因此,“你是否能在黑洞中生存?”這個問題仍然難以回答。黑洞扭曲了時間和空間,這給科學家留下了關於黑洞中發生了什麼的未解之謎。事實上,物理學家們對黑洞存在的悖論和懸而未決的問題進行了一系列辯論。

距離地球5500萬光年、質量是太陽65億倍的室女座星系梅西埃87號的超大質量黑動黑洞影象(圖片來源:UCT)

當你掉進黑洞時會發生什麼,這取決於黑洞的大小和你的視角。黑洞引力的強度取決於它的大小,黑洞的引力隨著大小的增加而減小,這意味著較大的黑洞的引力較弱而較小的黑洞引力更強。

黑洞是由恆星誕生的。構成我們身體和地球上其他一切的元素起源於爆炸的恆星,而黑洞是在大質量恆星燃燒完所有核燃料,發生超新星爆發並坍縮成一個不可思議的密度點(稱為奇點)後產生的。(圖片來源:NOVA)

不管黑洞是大是小,你都很可能無法倖存。記住,甚至連光都不能逃離黑洞——這就是為什麼它被稱為“黑”洞。從外部視角來看,當你靠近黑洞中心時,時間會減慢。當時間和空間被拉向黑洞中心時,它們開始扭曲和拉伸,這意味著你也會扭曲和拉伸。這種彎曲和拉伸被稱為“義大利麵條化”(spaghettification),黑洞外的人會看到你的身體開始像義大利麵條一樣伸展和彎曲。當接近視界(event horizon)的邊緣時,你將在空間和時間上凍結,永遠像一根麵條一樣一動不動。一段時間後,熱量和輻射會摧毀你的身體,把你化成灰燼。

黑洞的結構圖:能層(Ergosphere),視界(Event Horizon),奇點(Singularity)(圖片來源:astronomysource)

然而,當你越來越接近視界或是那無盡深淵前的黑洞邊緣時,時間會變得奇怪。作為一個正在掉進黑洞的人,在你眼中,時間是正常流逝的,而且,一旦到達了視界,你可能就倖存下來了。對於外部觀察者來說,你已經死亡,然而在你看來,你還活著。這種情況下的問題是,一旦你越過了視界就無法返回了。當你在黑洞中還活著的時候,可能再也回不來了,返回意味著逆向穿越時空。我們都知道你無法穿越時空回到過去,甚至連光也做不到這一點。對外界觀察者來說,你已灰飛煙滅,而你無法告訴他們,你在黑洞裡全新的現實世界中還活著,因為你無法穿越時間。

超大質量黑洞的藝術再現(圖片來源:NASA/JPL-Caltech)

這個畫面令人困惑。你怎麼能同時活著和死了呢?物理學家仍在爭論這個問題。不管怎麼解釋,我們都知道,任何人進入黑洞都不太可能存活下來,沒有什麼東西能逃過黑洞。任何進入黑洞的旅途都是一條不歸路。它的引力太強大了,你不能穿越時空,因而無法重返故鄉。除此之外,你的身體也將會被扭曲的空間和圍繞視界的輻射拉伸並摧毀。

相關知識

黑洞(英語:black hole)是時空展現出引力的加速度極端強大,以至於沒有粒子,甚至電磁輻射,像是光都無法逃逸的區域。廣義相對論預測,足夠緊密的質量可以扭曲時空,形成黑洞;不可能從該區域逃離的邊界稱為事件視界(英語:event horizo??n)。雖然,事件視界對穿越它的物體的命運和情況有巨大影響,但對該地區的觀測似乎未能探測到任何特徵。在許多方面,黑洞就像一個理想的黑體,它不反光。此外,彎曲時空中的量子場論預測,事件視界發出的霍金輻射,如同黑體的光譜一樣,可以用來測量與質量反比的溫度。在恆星質量的黑洞,這種溫度高達數十億K,因此基本上無法觀測。

連光都無法逃脫,如果你落入黑洞又將會發生什麼?

最早在18世紀,約翰·米歇爾和皮耶-西蒙·拉普拉斯就考慮過引力場強大到光線都無法逃逸的物體。1916年,卡爾·史瓦西發現了廣義相對論現代黑洞模型特徵的第一個解,然而大衛·芬克爾斯坦在1958年才首次發表它做為一個無法逃脫空間區域的解釋。長期以來,黑洞一直被認為是數學上的一種好奇心。在20世紀60年代,理倫工作顯示這是廣義相對論的一般預測。約瑟琳·貝爾·伯奈爾在1967年發現中子星,激發了人們對引力坍縮造成緻密天體的興趣,認為可能能在天體物理中實現。

作者:spacedictionary

FY:胖頭魚

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