進入黑洞會看到什麼?可能是一場穿越未來的神秘旅行

2021-01-19 探索宇宙說

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

宇宙大爆炸之後,誕生了各類物質,而這些物質又形成了各類天體,比如我們常見的恆星,行星。當大質量的恆星死亡後,它又會演變為更強大的一類天體黑洞。

對於黑洞,相信大家不會陌生,雖然我們對它的了解極其少,但是由於大質量黑洞事件視界的存在,我們也不難發現它們。只不過中小質量的黑洞,我們就很難發現它們了。曾經有人提出一個假想:如果我們進入黑洞會看到什麼?可能是一場穿越未來的世界旅行。

如果你潛入一個巨大的黑洞之中,想要看看事件視界的另一邊,到底是什麼樣的景象?需要很大的勇氣,因為這有可能是一次有去無回的探險旅行,有可能你會到達黑洞的中心看到讓你無法想像的景象,有可能你根本到達不了黑洞的中心就永遠消失了。

假設人類的科技非常強大了,有了非常強大的飛行器,而這種飛行器能夠不被黑洞的強大引力撕碎,那麼進入黑洞旅行併到達中心處也是有可能的。那麼勇敢的朋友就讓我們一起乘坐這樣強大的飛行器進入黑洞吧,看看黑洞之內到底是什麼讓我們無法想像的景象?

黑洞其實有很多種,有的大,有的小;有的帶電荷,有的不帶電荷;有的在快速旋轉,還有的靜止不動。而我們看到的黑洞旋轉其實是它的事件視界在旋轉,沒有完全靜止不動的黑洞,即使是外面看起來靜止不動的黑洞,它的內部也會進行著高速旋轉,而我們選擇一個基本靜止不動的黑洞進入,因為這樣飛船穿越事件視界的時候,受到的阻力更小,更容易成功進入黑洞。

在相隔很遠時,這個大型黑洞出奇地溫和。畢竟,這只是一個巨大的物體,就像其他任何龐然大物一樣。引力是引力,質量是質量,黑洞的引力來自於巨大的質量。這就像太陽,它對你的引力和你對它的引力是一樣的。相比之下,黑洞所缺少的只是美妙的陽光、熱量和輻射。因此,如果你想在一個安全的距離上繞著黑洞旋轉的話,肯定可以做到。

黑洞本身是一個奇點,一個密度無窮大的點。但是,你看不到奇點本身,因為它被事件視界所籠罩。我們通常認為事件視界就是黑洞的「表面」,要想走得更遠,你必須先刺破這層「面紗」。事件視界不是一個真實的物理邊界,它既不是膜,也不是某種表面。事件視界的簡單定義就是一段到奇點的特定距離,如果落到這個距離以內,你就無法逃脫。所以,黑洞旅行註定是一場有去無回的未來旅行。

當飛行器不斷靠近黑洞的時候,你就會感覺到它強大引力的作用,在沒有進入事件視界之前,我們還是可以隨時脫離黑洞的引力束縛。可如果一旦進入事件視界,那就只能是一直往前走了。

黑洞事件視界的範圍非常廣,它是中心奇點作用的結果,當我們進入事件視界之後,隨著不斷的前進,周圍的空間扭曲會更加厲害。而這個時候,由於時間膨脹效應,外面的世界會加速,而黑洞內部的時間會越來越慢,因此黑洞旅行也可以稱之為未來旅行。

探索黑洞內部的奧秘,最重要的是要到達最深處的那個奇點,只有看到了奇點,到達奇點。你才算是完成了黑洞旅行,那麼這個奇點我們能夠看到嗎?在事件視界內,沒有什麼是靜止的。你被迫一直運動,而奇點存在於你所有可能的未來中。

在黑洞內,方向已經不重要,這個時候你感覺不到前後左右,唯一的目標就是隨著黑洞的運動不斷向奇點靠近,當落向奇點時,你並不會被籠罩在黑暗中。來自周圍宇宙的光會與你一起墜落,並在你之後繼續墜落。由於極端的引力,光會遷移到更高的頻率,而且由於時間膨脹,外部宇宙似乎加速了。

黑洞真正的奧秘都在這個質量無限集中的,體積無限小的奇點上。所以引力的差別非常極端。從頭到腳,你的身體會被極度拉伸,這個過程被稱為「義大利麵化」。此外,你的軀幹中部會被擠壓。這種擠壓也會作用在你周圍的光束上,使入射的光線集中到你腰部的明亮帶。

你眼中的奇點也會變得怪誕和扭曲。它漆黑一片——你看不到它,因為它存在於你的未來,就像你的肉眼無法看到未來一樣。只有到達奇點,你才能知道它是什麼樣子。然而,奇點並不會呈現為一個小點,巨大的引力差異會使奇點延伸,併吞噬你大部分的視野。

所以,即使我們成功到達了奇點,我們也無法看到它的存在,有可能那個時候我們會感覺落到了一個黑色的星球表面,會有腳踏實地的感覺,而我們腳下踏著的可能就是奇點的延伸。那個時候也表示著我們已經到達了黑洞的奇點位置,只是周圍沒有任何光線,我們也不知道奇點長什麼樣。

事實上,黑洞內部的這個奇點,它非常神秘也有可能並不神秘,它之所以神秘是因為我們無法在黑洞內部真正看到它。原因就是它的質量太大了,而黑洞內部又是一個空間極度抽屜的地方,你能夠感覺到奇點的存在卻無法真實看到它。

說它不神秘,是因為奇點有可能跟中子星的起源差不多。我們都知道,黑洞來源於大質量恆星的演化,這一點跟白矮星,中子星是一樣的。當大質量的恆星生命走到盡頭,發生超新星爆炸之後,有的黑洞演化成為了白矮星,有的則演化成為了中子星,而質量特別大的恆星最後演化成為了黑洞。

中子星是我們可以在現實宇宙中觀測到的一類密度超級大的天體,中子星的直徑一般小於15公裡,看上去非常小,可是它的質量卻大到出奇。除了黑洞,估計沒有任何一類天體敢跟中子量相撞,因為它的密度太大了,其它天體跟它相撞擊,就是雞蛋碰石頭。

雖然中子星體積也非常小,但是還在人類的可觀測視線內。我們可以通過天文望遠鏡觀測到中子星的風採。那麼它跟黑洞內的那個奇點有什麼關係呢?由於它們都起源於恆星,所以奇點有可能也是無限縮小版的中子星,我們通常稱奇點體積無限小,質量無限大,其實這個說法是不完全正確的,黑洞內的奇點質量不可能無限大,體積不可能無限小,它也是一個有質量有體積的物質,只不過是密度比中子星更大,所以才產生了扭曲的空間,形成了黑洞。

要知道,中子星也是可以進行高速旋轉的,而比它更小的奇點旋轉速度更快,正是由於它的旋轉速度更快(有可能無限接近光速),再加上質量又大到出奇,所以才在自身的周圍形成了一個空間扭曲空間,形成了神秘的黑洞。

所以,文章開始我們說了,黑洞旅行其實也是未來旅行,很多人夢想著穿越時空到達未來,事實上,只要我們能夠進入黑洞旅行,就可以成功到達未來。有可能我們進入黑洞旅行,到達黑洞之後,你感覺時間只是過去了一小會。可是當你走出黑洞,地球有可能已經過去了幾百年或者幾千年。

當然,進入黑洞旅行對於人類來說還只是猜想中的事情,我們現在連黑洞也無法靠近,更不要說進入黑洞了。可能有人會說,黑洞永遠無法實現進入探索旅行並再成功走出來,事實上,這種說法也不對。

科技的力量是強大的,充滿著無限的可能。隨著科技的發展,未來我們對黑洞會有更多的了解,當我們完全破解黑洞奧秘之後,或許就可以有辦法和技術安全進入黑洞,並走出黑洞。如果未來真的實現了黑洞旅行,相信會有很多人前往,要知道那可是可以穿越未來的通道,也相當於另類的延長壽命。我們期待著這一天的到來。

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