黑洞里面有什么?像一场穿越事件视界的旅行
你已经踏上了探索宇宙深处的漫长旅程。你已经在太阳系外的空气深处覆盖了数万光年。你勇敢地走进了浩瀚的星际空间,目睹了宇宙中一些最美丽、最惊人的事件,从新恒星系统的诞生到大质量恒星的灾难性死亡。现在,你将迎来自己的最后表演,并成为一个伟大事件的一部分:你将潜入一个巨大的黑洞,看看它在神秘事件视界的另一边是什么样子。勇敢的探险家,你会在里面找到什么?
接近宇宙怪物
首先,我们需要澄清一些概念。黑洞有很多种,有些大,有些小。有些是收费的,有些不是。一些在快速旋转,另一些仍然在旋转。在这个特别的故事中,为了便于描述,我们把冒险设定在最简单的场景中:一个既没有电荷也没有自旋的大黑洞。当然,这显然是不现实的,但它仍然是一个有趣的故事,其中包括许多很酷的物理原理。我们可以把更现实的旅行留到下一次(假设我们可以在这次假设的黑洞旅行中幸存下来...当然,这是不可能的)。
这个大黑洞相距甚远,却出奇地温和。毕竟,这只是一个巨大的物体,就像其他任何怪物一样。重力就是重力,质量就是质量,黑洞的重力来自巨大的质量。这就像太阳,它对你的吸引力和你对它的吸引力一样。相比之下,黑洞只缺少美妙的阳光、热量和辐射。因此,如果你想绕黑洞旋转一个安全的距离,你当然可以做到。
然而,既然你选择了进入更靠近黑洞的轨道,为什么你必须绕着它转呢?
黑洞本身是一个奇点,一个密度无限的点。然而,你看不到奇点本身,因为它被事件视界所包围。我们通常认为视界是黑洞的“表面”。为了更进一步,你必须首先穿透这个“面纱”。
超越事件视界
事件视界不是真正的物理边界;它既不是膜,也不是表面。事件视界的简单定义是到奇点的特定距离。如果你落在这个距离内,你就无法逃脱。当然,这没什么大不了的。
在这个特定的距离内,重力是如此之大,以至于任何东西,甚至光本身,都无法逃脱黑洞的控制。如果你掉进视界,突然觉得你已经受够了黑洞探索任务,那就太晚了。无论你如何努力启动推进器,你都无法远离奇点。你已经被困住了,任何努力都注定是徒劳的。
当然,你的末日不会马上到来。在不可避免的死亡之前,你还有一些时间去享受这种经历,如果你可以称之为“享受”的话。到达奇点的时间取决于黑洞的质量。对于一个小黑洞(其质量只有太阳的几倍),它甚至可能需要不到一眨眼的时间。如果它是一个巨大的黑洞,至少比太阳大一百万倍,你仍然有几次心跳来感受宇宙的神秘角落。
你必须到达奇点,别无选择。在事件视界中,没有什么是静态的。你*继续前进,你所有可能的未来都存在奇异点。
在黑洞视界之外,你可以在空间中向任何方向移动。起来。向左?都是吗?或者两者都没有?一切都取决于你。然而,无论你走到哪里,你都必须朝着未来前进,不能逃避。
然而,在事件范围内,这一常识被打破了。在这一点上,奇点存在于你的未来,你只能一直向奇点移动。无论你向左、向上还是向左转,都没有关系,因为奇点总是在你面前。然后,你将在有限的时间内到达奇点。
与无限相遇
当你坠入奇点时,你不会被黑暗所笼罩。来自周围宇宙的光将和你一起落下,并在你之后继续落下。由于极度的重力,光将迁移到更高的频率,而外层宇宙似乎由于时间的膨胀而加速。
这不是唯一奇怪的事情。因为黑洞的所有质量都集中在一个无限小的点上,所以重力的差异是极端的。从头到脚,你的身体会极度拉伸,这个过程被称为“意大利面条”。此外,你躯干的中部会被挤压。这种挤压也会作用在你周围的光束上,将入射光聚焦在你腰部周围的亮带上。
你眼中的奇异点也会变得怪异和扭曲。它是黑暗的——你看不见它,因为它存在于你的未来,就像你的肉眼看不见未来一样。只有当你到达奇点时,你才能知道它是什么样子。然而,奇点并不是一个小点。巨大的重力差异将使奇点延伸并吞噬你的大部分视觉。
当你接近奇点时,你可能会降落在一个巨大的、无特色的、空无一物的黑色星球的表面。当奇点完全从一个地平线延伸到另一个地平线时,你就成功地到达了奇点。
你会发现什么?我们不知道。要是你能告诉我们就好了,但是正如前面提到的,没有什么能从黑洞中逃脱,包括你已经进入了黑洞。