假如掉入黑洞是怎樣的體驗?

2020-12-04 科學探長Egm

就在今天,各大媒體都報導了一篇新聞,說的是我國科研人員與英國合作者共同觀測到了來自一個超大質量黑洞的「心跳」-X射線準周期信號,這一現象有益於我們深入研究其物理機制和起源。看到這個消息後,探長的一個朋友很認真的問,說要是人不小心掉進黑洞會怎樣?探長也仔細整理了一下思路,今天來跟大家探討一下這個問題。

話說,在一個特殊的時機,你被陰差陽錯傳送到了黑洞周圍,在保證你初始生命安全的情況下,掉入黑洞前1小時,你可能還沒有感覺到周圍的異樣,但卻發現身體正在被一股無形的力量拉扯。在掉進黑洞前30分鐘,你已經成功接近了黑洞的邊緣,隨後會看到一層光子,正沿黑洞表面緩緩移動,並在外圍形成了一個球狀殼層,這就是黑洞的光層,在穿過刺眼的光層後,你將完全置身於黑暗之中。在掉入黑洞前10分鐘,你終於意識到了事情的嚴重性,急切的想要逃離它的引力,卻發現為時已晚,因為你已經到達了連光都無法逃離的分界點-事件視界(它的概念後面有提到哦)。進入這裡之後,你的意識逐漸變得模糊。

在掉入黑洞前5分鐘,你不受控制的穿越了事件視界,真正意義上進入了黑洞中心,你會發現周圍的環境變得異常昏暗,而你的內心會體驗到一種從未有過的絕望,甚至在一瞬間回顧了一下這一生的事情,懷念你最愛的家人,愛人和朋友。在掉入黑洞前1分鐘,你的移動速度明顯加快,但由於受到重力加速度的影響,你的頭部和腳部卻被引力相反的方向拉伸,在遭受短暫且痛苦的折磨後,你的身體最終將被徹底拉開,無盡的疼痛感傳到了麻木的四肢百骸。在掉入黑洞瞬間,可能你早已失去了意識,但此時,組成你身體的所有物質,都會被擠壓到黑洞中心那無限且緻密的奇點上,根據熱力學第二定律,你的身體並不會就此消失,而是會成為黑洞中熵的一部分,不過在未來的某一刻,黑洞也將在宇宙中徹底消失,並在消失前以霍金輻射的形式向外界蒸發,到了那時組成你身體的每一個原子又將均勻散布在宇宙之中。

黑洞中有一塊巨大的空間區域,充滿很強的吸引力,它會表現出非常強烈的引力效應,以至於任何粒子和電磁輻射,甚至光子,都無法從黑洞內部逃逸出來。再來說說什麼是事件視界,根據愛因斯坦的廣義相對論可以了解到,足夠緻密的質量能夠使時空彎曲,從而形成一個不可逃脫的區域邊界,這個邊界就被稱為事件視界,這裡是信息的終點,也是另一個世界的起點。

當一顆巨大的恆星走到生命盡頭時,它會留下一顆較小的殘餘物質,這個特殊物質的質量如果超過太陽質量的3.2倍以上,最終就會形成黑洞,黑洞一旦形成,如今現有的物理定律在它身上將完全失去作用。不過黑洞雖然不可見,但它的引力卻可以和周圍的物質相互作用,這便為研究黑洞提供了新的思路。

2019年4月10日,在全球射電望遠鏡的合力「圍攻」下,人類史上第一張黑洞照片也成功誕生,這長得像「甜甜圈」的傢伙就是距離地球5500萬光年外的M87星系黑洞,然而人類花費了十幾年的時間也僅僅只是拍攝到了一張照片而已,你是否在夜深人靜的時候也仰望夜空思考過,在黑洞之內很有可能還隱藏著一個未知的世界,但這也只是猜想而已,至於探尋最後的真相,我們還有很長的路需要走下去。

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    周一 · 知古通今|周二 · 牧夫專欄周三 · 太空探索|周四 · 觀測指南周五 · 深空探測|周六 · 茶餘星話|周日 · 視頻天象假如掉入黑洞2019年4月,天文學家發布了事件視界望遠鏡拍攝的首張超大質量黑洞的照片。黑洞位於M87星系的中心,這是有史以來解析度最高的黑洞圖像。照片展示了一個神秘的模糊物質環,它的中心是一個黑點:那不是黑洞本身,而是某種程度上黑洞的「影子」。黑洞周圍的空間內沒有穩定的軌道,甚至光線本身最終也將落入無限的深洞之中。超大質量黑洞的第一張照片。
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    不是密度數十噸每立方釐米的白矮星,也不是一勺子就有數十億噸的中子星,而是連光都能捕獲的黑洞。從1916年被理論預測到2019年實際觀測到黑洞,人類花費了103年。黑洞因為其神秘性,吸引了很多天文學家的研究,在其首張照片發布後,人類對黑洞的興趣就更大了。
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    而浩瀚的宇宙中,有這樣一個真實存在的神秘天體「黑洞」,一直以來讓人類對它好奇又恐懼。為什麼會把黑洞稱為天體?首先我們要了解一下黑洞的具體定義,黑洞的產生來自於天體的消亡,可以這麼理解,現在的地球質量在我們看來已經很大了,而黑洞的質量可以達到地球的數百萬倍,而黑洞正式由於超過三四個太陽質量的天體爆炸而產生。
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    在愛因斯坦剛提出黑洞預言的時候,人們是不相信有這種天體存在的,可是隨著時間的推移,科學家發現這種神秘天體是存在的,並且還發現黑洞存在的證據。愛因斯坦2019年4月12日隨著第一張黑洞照片公布,徹底證實了黑洞理論是正確的,黑洞是宇宙中客觀存在的一種天體。
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    對於大千宇宙來說,黑洞只是一種特殊的天體;但對於人類來說,黑洞就有點細思極恐了。可能更多的人一提及黑洞就會想到被它吸進洞內,其中連光都逃不出去的漆黑一片讓人十分不安。可越是對黑洞心生畏懼,就越是琢磨掉進黑洞是一種怎樣的體驗。
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    你永遠無法看到一個人完全掉入黑洞。注意,是「永遠」和「完全」。為什麼這麼說呢?廣義相對論預言了黑洞的存在,並指出黑洞質量巨大、引力場強大,對周圍空間造成極大扭曲,連時間流逝的速率都會改變。越靠近黑洞的地方,引力越大,時間流逝越慢。
  • 掉進黑洞是種怎樣的體驗?
    一直以來,天文學家只能間接觀察黑洞(除了最近的事件視界望遠鏡:)。但他們可以根據理論畫出清晰的黑洞畫面。黑洞裡存在密度無限大的區域,引力也非常大,任何東西包括光都無法逃脫。黑洞周圍有光碟一樣的吸積盤,並且會噴出X射線和其它形式的電磁能量,看起來就像是一個神秘的怪物。有個小朋友問:黑洞裡面好玩嗎?在她的想法裡,那裡就像愛麗絲的仙境一樣,可以帶上自己喜歡的玩具進去。雖然黑洞是宇宙中最神秘物體之一,掉進去也會有很多奇遇。但與愛麗絲冒險歸來毫髮無損不同的是,進入黑洞的人就不太可能那麼走運。
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    現在,你準備好要跳入一個黑洞。如果你能想辦法活下來,等待著你的是什麼呢?如果你想方設法地要回頭,最終你會去到哪裡,又會經歷怎樣動人心弦的故事呢?就像理察·馬西教授所說的那樣,所有這些問題都有一個簡單的答案:「沒人知道。」
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    黑洞由於有著強大無比的質量,因此它的引力也是超強的,黑洞超強的引力讓它成為了宇宙的霸主,它超強的吞噬能力不僅可以吞噬恆星,行星等天體,而且連光也無法逃脫。被黑洞吞噬的光無法反射出來,所以我們也無法直接觀測到黑洞的存在,可是黑洞超強的吞噬能力,也讓它很難完全隱藏自己的身形,尤其是那些超大質量黑洞,更是宇宙中耀眼的存在,想不被發現都難。
  • 一個人若掉入微型黑洞 他將是死是活?
    黑洞表面  黑洞的史瓦西半徑決定了黑洞的作用範圍,史瓦西半徑構成的球面就是黑洞視界表面,這個表面的同步速度是光速。像第一宇宙速度是7.9千米每秒,一旦衛星達到這個速度就可以繞地球轉動,而不掉下來。
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    宇宙中存在許多大小不一的黑洞,我們銀河系中央就存在這麼一個巨大質量的黑洞,它擁有非常強大的引力,使得銀河系所有星球都繞著它運轉。你是否想過一個問題,如果人類掉入黑洞中到底會發生什麼事情呢?要想知道這個問題,我們先來了解一下黑洞,在黑洞中,時空的扭曲會達到極限,黑洞最外層是他的事件邊界,也就是光線正好無法逃離的引力範圍,一旦越過這一邊界,任何的逃脫努力都是白費,連光都不例外。但是,黑洞吞噬了那麼多的東西,究竟都到哪裡去了呢?這些物資到底是怎麼憑空消失的,是轉化為自己自身是物資還是排出體外?
  • 人類不小心掉入黑洞,將會看到什麼?說出來你可能不信!
    人類不小心掉入黑洞,將會看到什麼?說出來你可能不信!愛因斯坦曾經在對宇宙的研究中發現,宇宙內存在著一個十分怪異的天體,它的密度非常大,吸引力極強,甚至可以將周圍的其他天體吞入體內。它的吸引力即使是光也無法逃離,這就是著名的黑洞理論,直到2019年黑洞的照片出現,人類才有對它有了更深的了解。霍金曾經發表言論,他認為黑洞可能是一顆行星的毀滅,這顆行星由於其重力不受控制,而在宇宙中塌陷,隨著不斷地膨脹收縮,其內部的空間就開始變得扭曲。最終就會形成一個黑洞,並且不斷地向外噴射光芒。
  • 由諾貝爾物理學獎引發的聯想:掉進黑洞會是怎樣的體驗?
    不僅僅是關於它們本身的結構,還在於怎樣在接近黑洞的嚴峻物理條件下測試我們的理論。」諾貝爾物理學獎委員會主席這樣評論。三位獲獎者簡介Roger Penrose羅傑1931年出生於英國;後畢業於英國劍橋大學,是著名的數學家,物理學家。1988年曾因為和霍金共同發表的奇點定理獲得沃爾夫獎。
  • 掉入利益黑洞的綠谷製藥,背後真相幾何?
    這個精確解可不得了,老卡在信中的論文中描述了這樣一種神秘的星體,如果某天體全部質量都壓縮到很小的「引力半徑」範圍之內,所有物質、能量(包括光線)都被囚禁在內,從外界看,這天體就是絕對黑暗的存在,也就是——黑洞。逗比的是,老卡自己在文中坦言並不相信能在現實中觀測到這樣離奇的天體(物理現實)。
  • 人掉進黑洞會怎樣?蟲洞會救你出來,卻回不到原來的世界!
    人掉進黑洞會怎樣?蟲洞會救你出來,卻回不到原來的世界!黑洞照片的公布,讓人們對於黑洞有了更多的了解,這也是人類歷史上第1次看到黑洞的真實面目,看到了黑洞之後,人們就開始絞盡腦汁的想要接近黑洞,想要進入黑洞一探究竟黑洞的另一端到底是什麼,也有人提出了疑問,如果人類進入黑洞之後會活著出來嗎?在之前的時候肯定以為進入黑洞之後就會被拉扯撕碎,最終死在黑洞裡面。但是針對於這一說法,科學家們卻又提出了新的想法,人掉進黑洞會怎樣?
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    首先,讓我們來了解下什麼是「黑洞」,「黑洞」並不是我們在網絡圖片上看到的那樣只是個黑色的真空區。愛因斯坦在他的相對論中預言了黑洞的形成,在一顆大質量恆星滅亡時,會留下一個坍縮的核,如果此核的質量比太陽的質量至少大上三倍的話,重力就會壓倒其他所有力量,將它變成一個「黑洞」。
  • 科普一下,假如地球的位置緊靠銀河系中心,世界會怎樣?
    今天我們提出一個十分有意思的話題,假如地球緊挨著銀河系中心,世界會怎樣?對人類來說,銀河系是十分巨大的,它是一個直徑為10萬光年的橢圓盤形星系,四個巨大的螺旋臂環繞著中心。假如地球從銀河系郊區搬到中心,地球的情況會變得十分糟糕。
  • 掉入黑洞是一種什麼感覺?可能和電影有很大不同,過程超乎想像
    掉入黑洞是一種什麼感覺?可能和電影有很大不同,過程超乎想像我們曾經看過很多關於黑洞的電影,對於這個宇宙間最神秘的存在,我們這些普通人可是抱有極大的幻想,在那個神秘的空間裡面,它似乎蘊含著無數的可能性,任何人只要進入其間,可能就會發生一種了不起的機遇。