最近幾期的内容我都是圍繞廣義相對論的一個解:史瓦西解為引導,講解黑洞有關的性質。其中最核心的就是黑洞無法逃逸的真正理由,并不是大家通常想的逃逸速度超過光速造成,而是因為黑洞讓周圍時空扭曲形成閉環,造成沒有路出來,相信大家這都能理解,今天我們要談一談黑洞為什麼無法直接觀測,以及人靠近黑洞會發生什麼情況。
首先要告訴大家,黑洞其實并不是“黑色”的,但是為什麼我們看起來它是黑的呢?因為連光都無法逃逸黑洞,自然光子無法進入我們眼簾或儀器,自然我們就無法看到它。因為觀測本身是光子進入我們眼睛或儀器成像才行。這也是為啥黑洞無法直接觀測,因為光都出不來咋個觀測,不過不能直接看,可以間接觀測,比如算出這個黑洞的質量,但是對于黑洞裡面到底啥樣的,目前科學家也隻能處于猜測和假設階段。
我們知道黑洞形成的原因有多種,其中一個原因就是質量很大導緻周圍時空彎曲的太兇,時空的彎曲程度和黑洞的密度、與黑洞的距離等有關系。所以當一個人靠近黑洞時,你會發現這個人的時間基本沒動了,整個人的一切變換都變得緩慢(這裡的變化包含生理變化等一切),因為黑洞周圍的時空彎曲的厲害導緻時間變得非常慢。
有人會有疑問,我們能否看到一個物體從黑洞外面掉到黑洞裡面的過程?其實你是看不到整個過程的,這裡暫時不考慮觀測技術,假設你可以看到一個物體慢慢靠近黑洞,但是由于這個物體的時間走的特别慢,所以這個物體如果能計時走了5秒,你地面上看這個過程可能是20年,物體越靠近黑洞,物體時間相對于地面的你,就會越慢,最終的結果就是:你發現這個物體非常緩慢的方式靠近黑洞,但是你就是見不到這個物體掉進黑洞裡去,因為物體即将掉進黑洞的時刻,物體的時間極度緩慢幾乎靜止了,而地面的你時間依然如舊,所以你必須活到非常久才能看到物體掉進去。
這裡又會帶來一個疑問,假設人慢慢靠近黑洞會有啥感受?假設暫時不考慮目前技術是否能将人送到黑洞周圍,此時人開始慢慢靠近黑洞的“視界”(所謂黑洞的視界就是黑洞讓人無法逃逸的一個臨界,過了這個臨界你就掉進黑洞出不來了),這裡有兩種情況:
第一就是黑洞本身密度很大。這種黑洞的特點就是:在較短的距離下,會造成時空彎曲程度變化非常大。這句話有點抽象,翻譯過來就是,比如一個人靠近黑洞,那麼可能你頭朝向黑洞,這樣一來你的頭距離黑洞就會近些,腳距離黑洞就會遠些,雖然這兩個距離差值就是你這個人的身高,但是由于黑洞密度過大,導緻就算隻有1米的距離,頭和腳所處位置的時空彎曲程度會有巨大差異,相當于你還沒進入黑洞已經被扭曲死了。如果用引力來解釋就是:頭部受到的引力和腳部受到的引力差值過大。所以遇到這種黑洞,除非你能縮小成一個體積無限小的質點,否則不可能存活的。
第二就是黑洞隻是質量大密度不大,這種不會因為身高造成頭部和腳部的引力差,當你靠近黑洞時由于你的時間變得非常慢,你和地面的人比起來,你會看到地面的人就好像快進電影一樣(這裡不考慮你觀測地面的技術如何)。
至于當一個人進入黑洞後如果還活着,到底會看到啥情況,目前無法得知,科學家隻能猜測和假設,目前能夠得知的是,當你進入黑洞後,你隻有一條路,那就是朝向黑洞奇點靠近,到達奇點會如何,誰也不知道。我是頭條号《小彭來給您解惑》,如果喜歡我的文章可以關注我,如果對文章有異議可以留言評論。
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