扭曲的时空 鬼魅般的黑洞
摘要: 你有没有偶尔出现过这样的念头：如果你掉进一个黑洞会发生什么？ 你可能会认为自己大概会被压碎，或者撕成碎片。但现实可能比你设想的更加诡异。在你落入黑洞的一瞬间，现实将会被一分为二。在其中一种场景中，你将 ...
| 你有没有偶尔出现过这样的念头：如果你掉进一个黑洞会发生什么？ 你可能会认为自己大概会被压碎，或者撕成碎片。但现实可能比你设想的更加诡异。在你落入黑洞的一瞬间，现实将会被一分为二。在其中一种场景中，你将瞬间化为灰烬；而在另一种场景下，你几乎毫发无损，并且这两种情形可能都是真实的。 黑洞是什么？ 黑洞是一类诡异之地，在这里我们所熟知的物理定律不再有效。爱因斯坦指出，黑洞的引力会弯曲时空，造成时空本身发生扭曲。因此如果有一个密度足够高的物体不断收缩， 时空将发生严重扭曲，以至于在这个物体周围的现实时空之中形成一个类似凹陷的区域，这就是黑洞。当一颗大质量恒星耗尽其燃料之后发生爆炸塌缩，这一过程将足以产生这样奇异的超级致密天体。当超大质量恒星的死亡核心在自身质量作用下不断收缩，它周围的时空随之扭曲。它的引力开始变得如此之强，以至于光线也无法逃离它的掌控：在这颗恒星原先所在的位置上，一个新的黑洞出现了。 黑洞最外层的是它的事件边界，也就是光线恰好开始无法逃离的引力范围边界。在这一区域之外，光线还可以逃离，而一旦越过这一边界，任何逃离的努力都将是徒劳的。事件边界蕴含着巨大的能量。此处的量子效应会产生强大的高温粒子流并向外辐射，这就是所谓的“霍金辐射”。这是以英国著名天体物理学家霍金教授的名字命名的，因为是他最先预言了这种辐射效应的存在。只要给予足够的时间，这种霍金辐射将最终耗尽黑洞的所有质量并导致黑洞的最终消亡。 随着你逐渐深入黑洞，时空变得更加扭曲，直到抵达黑洞的核心——在这里，时空的扭曲达到无限程度，这就是“奇点”。在这里空间和时间不再有意义，我们所熟知的，基于时间与空间概念的物理学定律也将全部失效。 那么在这里究竟将发生什么？另一个宇宙？混沌？或是通往小时候书架的后面？没有人知道答案。 落入黑洞时会发生什么——你死了，但同时你活着 那么如果有一天你真的不幸落入其中一个黑洞之中，将会发生什么？首先我们假想你拥有一个名叫“安妮”（Anne）的同伴。你正朝着黑洞落去，而她仍然处于安全的距离外惊恐万分地观察着眼前的景象。从此刻开始，她将目睹一系列奇异现象。 随着你朝着黑洞的事件边界不断加速下落。安妮将会看到你的身体逐渐被拉长并扭曲，就像透过一个放大镜观察你的感觉。并且随着你越来越接近事件边界，安妮会发现你的移动速度似乎变得越来越慢，就像在看慢动作镜头。 你没有办法向她呼喊，因为空间里没有空气，但你想到用自己的iphone手机，利用闪光的方式向安妮发送一段摩尔斯电码（真的有一个这样的app）。然而你发出的信号向外传递的速度同样非常缓慢，光线的波长已经在强大的引力场中被严重拉伸，频率变得很低：“我很好。。。我 很 好。。。 我。。。。。。。很。。。。。。。好。。。” 当你最终抵达事件边界，安妮会发现你静止了，仿佛某人按下了暂停按钮。她会看到你还在那里，一动不动，拉伸的身体开始被烈焰吞噬。 在安妮看来，你已经因为空间的拉伸，时间的静止和霍金辐射产生的高热，在甚至还未跨越事件边界的时候便已经化为灰烬了。 然而，在我们为你准备葬礼之前，先让我们忘掉安妮的报告，转而从你自己的视角来看一看这段时间里你究竟经历了什么？好吧，现在更加诡异的事情出现了：你觉得什么事都没有发生。 在你的下落过程中，你将感受不到拉伸，减速或是可怕的辐射。这是因为你正处于自由落体状态下，因此你感受不到重力的存在——爱因斯坦将这称之为自己“最令人愉悦的想法”。 毕竟，事件边界并不是一堵砖墙，而只是一种空间上的无形边界。一名位于外部的观测者无法目睹这一边界内部的事件，但这对于你而言不是问题——对你而言，这里并不存在什么边界。 当然，如果你正落入的是一个较小型的黑洞，那么你的确会有大问题。你将感受到强大的引力作用：你的腿部感受到的引力要比头部强大的多，你将会像一根意大利面条那样被拉长。但幸运的是你现在落入的是一个大型黑洞，其质量是太阳的数百万倍，在这种情况下，那种会将人撕碎的引力差将变得非常小，几乎可以忽略。 理论上说，在一个足够大的黑洞中你可以正常的度过余生，直到最终落到黑洞中央的奇点上迎来死亡。 “正常”——有多正常？你可能会有这样的疑问，因为此时的你正坠入时空连续体中的裂隙，完全不以自己的意志为转移，没有办法回头——一定没有人能够体会你的感受。 但奇怪的是，实际上从某种角度来看，我们是能够体会你的感受的——你不是从空间上，而是从时间上——时间之河永恒地向前流淌，不以我们的意志为转移，我们只能随着时间向前走，没有办法回头。 这并不仅仅是一个比方。黑洞将空间和时间扭曲到了一个极端的程度，以至于在黑洞内部，时间和空间已经互换了角色。从某种意义上说，是时间将你推向最后的奇点。你无法回头逃离黑洞，一如我们无法回头，回到过去。 |
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