這取決於黑洞的品質。你應該祈禱掉進的是一個品質更大的黑洞 [1] 。
如果人掉進黑洞裏,會怎麽樣?
註:盡量不出現難懂術語,完全沒有公式,知識點放在括弧和註釋中,不看也不影響閱讀。首先要說明一點,黑洞不是宇宙中的「清道夫」 [2] 或「貪吃蛇」,它並不會到處遊走並吞噬一切。它只不過是一個恒星在它原有的位置上被壓縮了。只要離它足夠遠就能避開它的淪陷性影響,就像地球在繞太陽自轉時不會落入太陽並被撕裂一樣。
假設一個人--就用「你」來表示吧--你決定主動為科學獻身,前往一個大品質黑洞(不帶電不自旋轉的史瓦西黑洞)。你會怎麽樣呢?
知識鋪墊:潮汐力
我們假設你是雙腳向下跳向一個一個小型黑洞(幾倍太陽品質)吧。你會發現,你的腳受到的拉力會遠大於頭部,巨大的重力差會把你像拉面一樣越拉越長(左右越擠越瘦),這種力被稱為「潮汐力」。(和月球重力引發大海的潮汐是同一個道理)。
黑洞的恐怖潮汐力會讓你在到達黑黑的圓(視界)很久之前就被拉扯成肉絲了。
這還沒完。肉絲會碎片會在重力作用下不斷碰撞摩擦,從而變得很燙,沒過多久就火化了,最終會變成一股流入黑洞的亞原子粒子流。如果體重較大,可能會有機會以X射線的形式放射線出來。
直到這時,你在掉進黑洞之前,還是看不到黑洞(事件視界內)裏的任何東西,就是黑黑的圓。
如何One Piece 地進入黑洞?
那這樣看來有點沒勁啊。有沒有可能真的作為「一個完整的人」進入黑洞啊?
有的。與我們的直覺相反,黑洞的品質越大,黑洞內外分界線上(下面就簡稱為「視界」吧,懶得打字了)的潮汐力越小。十倍太陽品質的黑洞能直接把人在外圍撕碎,但一百萬倍太陽品質的黑洞(比如最近拍照的那個銀河系中心的黑洞)就有可能會讓你完整地進入黑洞。
潮汐應力與黑洞的品質成正比,與史瓦西半徑的立方成反比(立方很要命)。對於一個8倍太陽品質的黑洞,史瓦西半徑為24公裏,能致命的潮汐力半徑約為400公裏。當你到達這個更大的黑洞的視界附近時,從你的角度來看並沒有什麽不同,沒有一個看得見摸得著的邊界線。只是周圍的星空變得有些扭曲變形,沒有什麽不適感。
但一旦你進入了視界,就註定要出不來了,誰也幫不了你了。
在你越過視界時,你仍可能有幾秒鐘可以觀察周圍,如果你能向「前」看黑洞,你就會看到過去掉進黑洞裏的物體;如果你回頭看,你能看到那些未來將掉進黑洞的東西。在你被撕碎前的極短時間內,你將同時看到宇宙中那個地方的整個歷史 [3] ,從過去一直到未來。
應評論備註:你所看到的未來有多少取決於你接近事件視界的速度有多慢。在你被吸入時,如果你能動用飛船的全部能量「掙紮」得越久,你就越能見證外部宇宙的未來。然後你會感到快速增加的巨大潮汐力把你(和你的宇宙飛船)一起拉成粗面、三細、毛細。你可能最終會到達奇異點(如果相對論的預測是正確的話,它是一個很小很小的一個很重很重的點狀物),但奇異點是怎麽樣子的,相對論有一套說法,量子理論卻認為奇異點根本不應該存在,目前所有的物理學知識都是不完整的,還在吵來吵去,無法統一。
黑洞深處是什麽樣的,無人知曉。有可能是通向其它宇宙的大門,有可能可以時間旅行,誰都不知道。
重力是自然界所有力量中最弱的,但黑洞卻用這種最弱的力變得異常強大,沒有任何東西能對抗它。
會花很長時間掉進去嗎?
在黑洞附近討論「時間」是件很麻煩的事。
在你到達事件視界之前,甚至直到你達到奇異點之前,你經歷的時間,既是有限的,又是無限的。取決於是誰在看。
當你掉進黑洞時,你看著你的手表,一切正常,手表在嘀嗒嘀嗒的正常走著。沒花多少時間就進入黑洞了。但從很遠的地方目睹你跳入黑洞的人來看,你跳進去的速度會越來越慢,像放一個慢鏡頭的電影,你手上的表的秒針也會跳得越來越慢,越來越慢(紅移),你的皮膚會從黃色變成紅色並越來越暗。最終在你快到視界時,你慢到像是停止在視界的表面不動了(他們永遠不會看到你掉進黑洞時看到的時間)。你和黑洞外的人的時間是不同步的。
而在事件視界內,時間更像是一個空間上的方向,離奇異點越近的地方是未來,離奇異點越遠的地方就是過去。
旅行小貼士 之 一些補充說明
以上都是理想狀況。我們在宇宙中觀察到的大多數黑洞周圍都有一圈非常熱的物質,像盤子或者土星環一樣,它們被稱為吸積盤。它們會讓進入黑洞的旅行變得極其危險。
所以要安全地進入一個黑洞,你需要找到一個完全被孤立隔離的超大品質黑洞,周圍已經沒什麽行星啊碎片啊什麽的可以吸了。
以上所有假設都是基於計算,它們在數學上是可能的,但並不意味著實際上是這樣。所以請記住:你讀到的任何東西都是可能的,但不一定是正確的。
記住,科學家還有很多事情沒搞清楚,需要一代又一代的人去研究,去發現。而在這所有未知的物理理論研究中,黑洞的研究又是相當重要的一環,因為重力基本上是唯一可以在宏觀尺寸上發揮作用的力,是決定著我們這個宇宙和最終命運的關鍵,目前愛因史坦的相對論與量子相關理論對黑洞奇異點的解釋是相沖突的,是否有那麽一天,我們將有能力研究清楚黑洞,那麽人類有可能揭示時空的本質,星際旅行將變為可以觸碰的現實。
科學正進入青春期,未來還有更遠的路要走。
參考
- ^ 在最簡單的層面上,有三種黑洞:太陽品質黑洞、超大品質黑洞和中等品質黑洞。
- ^ Astronomy: A Beginner's Guide to the Universe, 7th Edition, Eric Chaisson, Pearson. ISBN 978-7-121-35275-1
- ^https://www.livescience.com/19683-happen-fall-black-hole.html