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你墜入了一個黑洞,如果有一根結實的繩索,你能不能逃出這個黑洞

由 小星星宇宙科普 發表于 藝術2022-09-30
簡介霍金的輻射說,在這個黑洞的周圍,還會出現同樣的一種正負兩種不同的粒子,因為這種物質是無法在正常的時間內出現的,就像是石油無法溶解,必須要移動到水面上

女主叫宣墨什麼電視劇

黑洞是一個物體,它的重力非常大,以至於光線都不能從它裡面跑出來。也就是說,一旦被吸進去,就永遠都出不來了。

你墜入了一個黑洞,如果有一根結實的繩索,你能不能逃出這個黑洞

在愛因斯坦的廣義相對論中,時間和空間可以被扭曲和壓縮。比如說,一根一米長的直尺,在重力場裡會縮短。但要記住的是,這把尺本身並不會感覺到它的長度縮短,相反,它在外面的人會感覺到它在縮小。

同理,在引力範圍內,你的時光也會被縮短,你帶著手錶進入重力場裡,感覺不到自己的時光流逝,反而會讓外界的人感覺到你的速度變得很緩慢,你的一舉一動在別人眼裡都像是放慢了。

在一部名為《星際穿越》的科幻片中,男女主人公前往一顆位於黑洞邊緣的星球,僅僅停留了三個多鐘頭,當他們返回太空艙的那一刻,他們的同伴就已經度過了二十年。電影的引力範圍之外,二十年的時間,在重力範圍內,只有三個鐘頭。

你墜入了一個黑洞,如果有一根結實的繩索,你能不能逃出這個黑洞

如果用廣義相對論來形容,那就是因為空間和時間的擠壓實在是過於強烈,以至於空間的大小都被擠壓到了0。比如說,你在裡面轉一轉,我在外面守著,我們說好了,你每隔一分鐘就會向我傳送一條訊息,告訴我你沒事。

在此期間,你仍然是一分鐘一次地向我傳送訊息,但問題是,當你接近了那個黑色的邊緣時,我發現那一分鐘變得更久了。

當你離那個黑洞越來越近的時候,你的時間就會變得越來越少,從一開始的一個小時變成了你的一分鐘,到了後來,我的十個小時就變成了你的一分鐘。當你離那個黑色的洞口越來越近,我覺得一分鐘的距離就會變得更久。

你墜入了一個黑洞,如果有一根結實的繩索,你能不能逃出這個黑洞

當你距離那個黑洞越來越近的那一刻,你的一分鐘就是我的極限。就算我能活下去,直到世界末日,海枯石爛,我也沒辦法看到你走到黑洞的盡頭,只能看到你越來越靠近那個黑色的漩渦。因此,我認為你無法進入。

從你的角度看,你能不能進去?是的。

你認為你在裡面待的時間很短,但問題在於,你的時間是有限制的,與你在黑洞外面的無盡時光相一致。在你的眼中,整個世界都在一剎那之間消失了。

既然已經是末日,那就不好說了。假如在一個有限的時期內,整個世界都會在你真正地步入那個黑洞之前就已經完蛋了。按照這個邏輯,無論是你自己要進入,我要看到你進入,你都無法進入,因為你的生命週期很短。

但上述的說法都太過理想了,事實上,黑洞不但會大量地吸收大量的材料,而且還會出現吞噬的現象。怎麼會有一個真正的黑洞?重點在於,我們沒有被捲入到一個黑洞中,而被“歡迎”的是一個“歡迎”的“黑洞”。

你墜入了一個黑洞,如果有一根結實的繩索,你能不能逃出這個黑洞

怎麼可能跑不出去?

要想進去並不是一件簡單的事情,在外面的人眼中,想要抵達它的邊界需要花費無盡的時光。假如你真地掉進了那個黑洞,會不會再回到那個地方?當然不會了。

如果你要去那個黑色的地方轉一轉,我在外面幫你看著,而你的一條腿正好碰到了那個黑色的漩渦。可是,我一直在等待,直到海枯石爛,都沒有看到你出現,這是為何?或者可以從兩方面來看待問題。

在我看來,你是在黑洞的外圍,你的時間和我的時間是一樣的,如果你想要回去的話,那你的時間就會被浪費掉,但我不會浪費你的寶貴時間,也許你的生命還沒有到0。0001秒,你的世界就已經完蛋了。依你之見,你能不能出去?同樣無法離開。

你墜入了一個黑洞,如果有一根結實的繩索,你能不能逃出這個黑洞

你的確可以向後退,但是別忘記,你的時間和空間在外界的人眼中都被擠壓到了零,也就是說,你的時間和空間在你眼中是無限的,而你的歸途卻是無限的。在狹窄的相對論中,人的移動速度僅為光,在有限的速度和有限的時間內,是無法完成這無盡的歸途的。

在此我們可以看到,古典和一般的相對論的不同。古典的“黑洞”指的是,由於重力過大,光線無法擺脫經典的黑洞。而在廣義相對論中,黑洞就是如此,它的重力實在是太大了,以至於它的空間和空間都會被壓縮到極限。在一個人眼中,從一個黑洞中出來,所需要的時間是無窮遙遠的。

無論怎麼說,這都是一個漫長的過程,這也是為什麼一個人被困在了一個空間裡之後,就再也出不來的原因。假如不能進入,那麼黑洞如何吸收物質?雖然說,黑洞是不可能被吸入的,但實際上,它是在吞噬著周圍的一切。這是怎麼回事?黑洞在吞噬物體時,不會將物體吸入自己的視野中,但隨著周圍物體與視界線的距離越來越遠,它的視野也會隨之擴張,將所有物體都吸入其中。這種吞噬,並不是讓黑洞靜止,等著物體進入,但隨著物體的接近,它就會主動攻擊,將物體拉入其中,隨著時間推移,黑洞的面積會越來越大。

所謂的“吞噬”,就是為了適應物質而擴張自己的視野。我們可以想像這樣的一個比較好了解的方法:兩個吞噬的黑洞。兩個黑洞的融合不應該被認為是一個向另外一個的。試想一下,如果我們在觀察到了一條視界之後,就會發現,這裡的空間並沒有被壓縮到0,也就是說,這裡是一個普通的空間。

但當另外一個黑洞接近後,它就會被另外一個黑洞的重力所吸引,從而導致空間和時間的急劇收縮。隨著黑洞越來越接近,這個空間的時間和空間都被擠壓到了0,成為了一個黑洞的中心,而原來的那個黑洞的邊界也隨之擴充套件。所以說,黑洞的融合,並不是兩個黑洞的碰撞,而是隨著兩個黑洞越來越近,兩個黑洞之間的距離也會越來越大,到了一定程度,就會形成一個巨大的黑洞。

你墜入了一個黑洞,如果有一根結實的繩索,你能不能逃出這個黑洞

前面已經說過,當一個觀察家不能接近黑洞的時候,我們假定它是一個完全沒有時間和空間的觀察家,它被抽象為0,因此它不可能到達它的邊界。但是,這個黑洞如何吸取材料?例如,黑洞撕裂了一顆恆星,吞噬了其中的星體,這是因為恆星的物質接近了黑洞的邊界,而在距離黑洞足夠近的時候,附近的時間和空間都會被擠壓到0,而這顆星球就會成為黑洞的一份子,被黑洞擴張的視野所吞噬。

這就是為什麼,他能夠準確地解釋,為什麼會有這樣的事情發生。霍金輻射的黑洞,擁有著極強的吸扯力,任何物體被吸入其中,都會被吸進去,但這是真的麼?很難說。按照霍金的說法,“霍金射線”也不能說“絕對吝嗇”。

然而,霍金的輻照學說至今仍處於推測的狀態。假如霍金的學說成立,那麼這個黑洞實際上就是一個“灰色洞穴”。我們先前所談到的,是關於其廣義相對論的本質,而忽略了其量子特性。英國的狄拉克提出了一種新的觀點,即:“宇宙中沒有完全的虛空,但卻有一個“量子波動”。事實上,這片宇宙並不是一片寧靜,而是不斷地產生和毀滅著正、負兩種不同的粒子。

就像是海面,從高處俯瞰,海面很安靜,但仔細一看,就會發現海面上有很多細小的雨點在起伏。又設想一個瓶中有一杯水,當你把一顆水從瓶中抽出來時,一個水泡就會出現在你的杯子中,而那個杯子也會隨著你的動作而移動,就如同一個微粒一樣。量子漲落,就是所謂的真空不是空的,它會隨機生成一對或兩對的粒子,正粒子就像是大海上的一顆小水珠,而反質點就像是一顆被吸走的水珠。

霍金的輻射說,在這個黑洞的周圍,還會出現同樣的一種正負兩種不同的粒子,因為這種物質是無法在正常的時間內出現的,就像是石油無法溶解,必須要移動到水面上。同樣地,圍繞著黑洞的一對正、負兩個方向的粒子也會被吸入到這個黑洞中。只有當它離開了黑洞的視野範圍,它才有可能逃脫。從理論上來說,就像是一個黑洞在釋放著粒子,這就是霍金射線,是量子力學的結果。同時,當它被吸入到黑洞中的時候,它就會和裡面的能量產生衝突,讓它的重量變得更輕。所以霍金射線產生了這樣的效應:一個黑洞釋放出了某些物質,並且它的質量在持續下降,這種現象被稱為“汽化”。

因此,這個“吞噬”的並不只是“吞噬”,而是“吞噬”著霍金的“放射”。霍金射線與黑洞的表面積成比例,即4pr2, r為黑洞的直徑。但根據黑洞的重力,它吸收物質的速度與它的體積成比例。

也就是說,噴出的速率與半徑的平方成比例,而吸收的速率與半徑成比例,因此,半徑大的話,吸收的就會更多;更短的距離,你會更容易的被吸收。在瑞士 LHC LHC進行試驗之前,就有一些人提出了異議,認為這樣的高能量會導致小型的宇宙中出現一個小型的黑洞,而那些反對的聲音則是認為,整個星球都會被吸入其中。霍金曾經說過,即便是出現了一個小型的黑洞,按照霍金的輻射原理,也會在短時間內被汽化,而不必考慮到吞噬了整個星球。要是能把一個黑洞弄出來,然後再讓它氣化,那麼他就能拿到諾貝爾物理大獎了。

怎樣才能創造出一個黑洞呢?按照物質的多少,也可以分成很多種。黑洞一般都具有巨大的體積,但是,它的質量不能完全確定一個物體是不是一個黑洞。黑洞需要一個擁有強大重力的物體才能產生,這種重力往往會帶來巨大的重量,但是這不是絕對的。

一個物體的重力與其自身的重量成比例,與其直徑的平方成比例,也就是說,一個物體的體積不大,直徑不大,就有可能變成一個黑洞。也就是說,當一個物體的質量達到一定程度時,它就會變成一個巨大的黑洞。有一種叫做史瓦西的直徑,也就是史瓦西的直徑,即一個物體在其史瓦西的直徑範圍內變成了一個巨大的黑洞。比如說,如果將整個恆星的重量都集中在一個直徑3000公里的圓裡,那麼,就會形成一個巨大的黑洞。

如果將整個星球縮小到桔子那麼大,那麼它就會變成一個巨大的黑洞。其中最微小的一種叫做原始黑洞,這是一種尚未被人認識的學說。原始黑洞的體積很微小,按照霍金的估計,這種黑洞的體積僅為1千克的十萬分之一。所謂原始黑洞,其實就是在大爆炸初期,宇宙中的能量濃度還很高的情況下,這種物質就會被稱為原始黑洞。

一般的話,一個體積較輕的物質,是不會自動產生一個黑洞的,因為它的重力並沒有足夠的重力,只有在史瓦西的範圍內,才有足夠的能量。最普通的被稱為“恆星黑洞”的黑洞,它的重量是太陽的3到65倍。恆星的黑洞是一種更大的天體,當它的能量耗竭時,它的內部再也承受不了重力的作用,就會被擠壓到史瓦西的範圍,從而產生一個巨大的黑洞。

還有一種叫做“超級黑洞”的黑洞,其重量通常為太陽的數百萬倍,最大的甚至達到了數十億個太陽的重量。比如說,在星系的中央,有一個巨大的黑洞,其重量是太陽的數十億倍。對於超級大質量的黑洞是怎樣產生的,目前尚無明確答案,其中一個可能的解釋是,小型的黑洞會透過持續的融合,最終變成超級大質量的。另一種是不能被稱為“中等質量”的黑洞。

這就很有意思了,明明可以看到質量很低的物質,也可以看到體積很大的物質,但是中型的卻沒有任何的證據,這又是怎麼回事?這是關於微量物理學的一些東西。

不會有的黑洞:一箇中度的黑洞

2020年9個月,有一條重大的物理訊息, LIGO,在發現重力波的時候,就已經被證明是一種非常詭異的重力波。這種跡象表明,我們的現有的黑洞學說存在問題,或者一種從未被觀測到的全新的奇異物體的誕生。LIGO已經找到了一個比太陽大142倍的黑洞,它是兩顆較小型的恆星,其中一顆的質量為太陽65,一顆為太陽的85。85是一個非常古怪的數值,按照目前的黑洞學說,不可能有一個比太陽大85倍的大黑洞。按照前文所述,一個黑洞可以是一個很小的或很大的。

比如,有一個質量為10個恆星的黑洞,有一個質量為太陽的數十億個星系。在星系中央,有一個黑洞,它的體積是太陽的億萬倍。65到130倍的恆星質量被稱為“中型”,但按照理論上來說,這樣的“不穩定”是不可能出現的,它必須要有一定的粒子物理學基礎。我們都知道,當一個粒子和一個相反的粒子接觸時,就會被摧毀,比如一個電子遇到一個正電子,就會被摧毀,然後轉化為光子。

相反,這種情況也會出現。在高能量的情況下,他們會產生一對或一對的正和負的電子。如果一顆星球的體積足夠大,例如太陽的100倍,那麼它的重力就會變得很大,裡面的壓力也會變得很大,裡面的光子會變得很高,會產生一種類似於正負兩種電子對的現象。一顆星球,在重力的影響下,不會崩潰,就是因為它的核心反應,會釋放出足夠的力量,來抵消重力。

但如果把一個原子對換成一個正或負的原子,那麼一個正和負的力就會弱於原來的光,所以重力會起作用,物體就會塌陷。而且,因為星體的體積太大,塌陷的過程中,會迅速地向內收縮,導致能量濃度的暴漲,從而導致恆星爆發出龐大的力量和物質,這就是所謂的“抗不穩定”。

即使一顆星體原本可以產生一箇中型的黑洞,但在一次大規模的爆發之後,它的體積也會比一箇中型的黑洞小得多。但如果是超級黑洞,那就有很大的機率出現,那就是它的質量太高,重力太大了,所以它不會像之前所說的那樣,爆發也不會比重力更小。

當物體的重量下降到中度時,物體就會失去平衡,當物體的重量下降到中度時,就沒有了“反不穩定性”,物體也就不再被丟擲去了。因此,按照這個原理,不可能有一箇中型的黑洞。而現在,出現了一箇中型的黑洞,那就意味著,這個黑洞的起源是錯誤的,或者說,這個解釋並不完整。當然,也有可能是一種很奇特的物體。但很詭異的是,它並不是一個球狀物體,它不可能發出重力波。按照一般的相對理論,任何物體都不可能有重力波,而我們看到的重力,就是由兩個大的、一個小的,彼此環繞,最終融合而成。

一大一小兩個巨大的黑色漩渦環繞著它,確保了它的不是對稱的,從而確保了它的存在。吞噬黑洞會讓我們產生足夠的聲響,從而讓 LIGO可以檢測到他們的重力波動。一個能散發重力的新物體,肯定有很大的重量,而且肯定不是圓的。但這麼大的物體,重力這麼大,不可能不被撞成一個圓球才對。不管怎樣,這兩種可能都會給我們的物理學說帶來巨大的衝擊。這對我們來說是一個偉大的成就,因為這將會帶來一個嶄新的、不可知的現象。

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