人掉進黑洞會怎樣?死定了嗎?會穿越嗎?

2020-12-04 中國青年網

北京時間4月10日晚,人類歷史上首張黑洞照片在全球多地同步發布,中科院上海天文臺副臺長袁峰介紹,目前來看,這張照片驗證了愛因斯坦的廣義相對論。這一消息引發廣泛關注。那麼,黑洞有哪些有趣知識?在宇宙中,還有哪些神秘的天體?

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黑洞不是「洞」:它是天體

首先,黑洞不是「洞」,而是一類天體。它們的年齡大得驚人,動不動就幾億歲。當年,正是由天才物理學家愛因斯坦的廣義相對論推導出了黑洞的存在。

德國的天文學家卡爾?史瓦西在計算愛因斯坦引力場方程後,得到了一個解:如果能夠將大於某一量的物質集中於空間中某一點,「點」的周圍會存在一個「視界」,一旦進入其中,光也無法逃脫。

中新社記者 孫自法 攝

天體物理學博士、科普作家孫正凡在接受中新網記者專訪時說,由於種種原因,一些天文學家們「這種神秘的天體」半信半疑,甚至拒絕相信它的存在。直到後來才通過科技手段觀測、證實了黑洞的存在。

在紐約的一次會議上,美國物理學家約翰·阿奇巴德·惠勒闡述愛因斯坦的理論和這個發現時,使用了「black hole」一詞,就此流傳開來。

孫正凡解釋,評價一個黑洞時,一般有三個指標,即質量、角動量、電荷,「黑洞內部的信息,現在暫時還是難以了解到的」。

掉進黑洞,可能「無人生還」?

在宇宙中,黑洞可謂諸多神秘天體之一,人們常常在各類文藝作品中腦洞大開。《星際穿越》中有這麼一個情節:太空人落入黑洞之後仍然生還,還從其中發現了一些東西。

「人掉進黑洞會怎樣,得分情況。」孫正凡解釋,有些黑洞本身不太大,它的引力場像懸崖似的那麼「陡」,那樣人可能在掉進去之前就被拉成像麵條一樣那麼細。

可如果黑洞足夠大,引力場也比較平緩,人就像從一個斜坡滑下去那樣,會相對比較安全。孫正凡說,但即便能夠進入黑洞中還活著,也難以把信息傳遞迴來,告訴黑洞之外的人。

全世界200多位科學家合作完成的一項重大天文學成果——人類首張黑洞照片,北京時間4月10日晚在全球多地同步發布。事件視界望遠鏡合作組織供圖

「物理學家可以構建模型,去猜測黑洞內部的樣子。但現在只能從數學角度去推測,具體如何還無法驗證。」孫正凡解釋,以目前的科技手段,還無法做到離黑洞太近,「類似於人們無法近距離接觸太陽一樣」。

那些有趣的小知識

「宇宙中的物質跟我們身邊的物質構成比較類似,都是由中子、原子、電子等組成的。」孫正凡解釋,所謂「天體物理學」,就是把我們從實驗室獲得的物理知識、定律應用到天文現象研究中去,如果條件符合,在地球上適用的一些定律,同樣可以用於研究宇宙中的物質。

但浩瀚的宇宙中,存在許多極端情況。孫正凡說,比如有些地方的溫度接近最低零度,而我們熟悉的太陽,表面溫度六千多度,看上去「不太熱」,但它的大氣層卻有上百萬度的高溫,反而高於產生熱量的本體,這個現象至今無解。

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此外,在一些影視劇或小說中也有對宇宙蟲洞的描繪,那是一條可以連接宇宙中兩個時空不同區域的通道。孫正凡說,眼下看來,蟲洞其實只是個科幻概念。

「還有被形容為對能量、物質等『只吐不吃』的白洞,目前也還只是數學上的一種架構,並不是物理上的。」孫正凡認為,以現有的物理學知識看起來,蟲洞、白洞實際違反了一些基本的物理原則。

待解的宇宙秘密

未讀供圖

其實,在宇宙中還有許多神秘而又吸引人的東西,比如暗物質、暗能量……在暢銷書《忙碌者的天體物理學》一書中,也記載了宇宙的誕生、不可見光等有趣的知識。

「科普的意義是重要的,能夠獲取很多知識。」孫正凡說,按照天文物理學知識而言,也許有些人並不知道,如果木星積累了足夠多的能量在內部產生核聚變,也能發光,但實際上整個太陽系,只有太陽能做到這點。

他說,很多時候,科學會告訴許多我們想像不到的事情,「我們為什麼要做科普?為什麼需要專家來解讀一些科技知識?其中之一,也是為了避免普通讀者的思維被一些物理名詞的字面意義誤導。」

「在整個宇宙中,還有太多太多的秘密等著人類去解開。」孫正凡說。

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  • 【科學BangBangBang】人掉進黑洞會怎樣?
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  • 人掉進黑洞會怎樣?
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  • 真正的黑洞是什麼樣的,如果你掉進了黑洞會怎樣?
    假設有一天你正在探索太空,尋找一顆適合人類居住的新星球,卻無意中發現了一個黑洞,好奇心驅使你下定決心要一探究竟,那麼你還有生還的機會嗎,你該如何逃出去,那裡是否有著通往其他宇宙的捷徑?但不要被它的名字矇騙了,「黑洞」並不是一個洞,而是大量物質壓縮形成的一個很小的空間,考慮到太陽的引力場比地球的大28倍,如果你在太陽上行走,將會比在地球上重28倍。然後你想像一下,將4個太陽壓縮成直徑只有24公裡的東西,在那裡的引力會是怎樣的呢?你之所以看不到「黑洞」,那就是因為「黑洞」的引力的太大,以至於連光也無法逃脫。
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    比如霍金提出的黑洞,如果不是我們捕捉到了第1張黑洞照片,仍然有許多人認為黑洞是不存在的。自從它被發現以來,科學家們就從來沒有停止研究,它已然成為宇宙中最神秘的天體。 我們經常說黑洞深不可測,那大家知道黑洞是如何形成的嗎?
  • 人掉進黑洞會怎樣?科學家:可能會被拉成麵條
    在黑洞的邊緣有個叫「事件視界」的區域,這塊區域很特別,它如同飢餓的猛獸一樣,凡是靠近它的一切物質都會被吸引進去。那麼,人要是不小心被吸進黑洞,會變成怎樣呢?科幻電影中,我們通常看到的是人會被扭曲變形。科學家認為,人在靠近黑洞的邊緣時,就會被「事件視界」吸入黑洞中心,在這一過程中,人會被強大的吸力拉伸變形,可能會變得像紙一樣薄,也有可能被拉成麵條狀。
  • 黑洞會吸收黑洞嗎?白洞和黑洞碰到一起會怎樣?
    科學家給黑洞的定義是:可以吸收空間內的一切物體,包括光,這就是黑洞為什麼那麼「黑」的原因,因為它是空,不是黑。黑洞的引力極其強烈,會撕裂或者吸收靠近它的一切物體。那麼,黑洞會吸收黑洞嗎?答案是不會。當兩個黑洞碰到一起的時候,兩個黑洞會互相釋放引力,最後雙雙蒸發。
  • 黑洞裡面是怎樣的?掉進黑洞會去哪裡?
    黑洞可以說是宇宙中最為神秘的天體之一,愛因斯坦的廣義相對論很早就預言了黑洞的存在。這種天體有別於其他天體,它們自身不會發光,而且還會把光以及其他物質都吞噬掉,從而導致它們無法通過電磁波手段直接觀測到。那麼,黑洞的裡面究竟是怎樣的呢?掉進黑洞的東西都去哪裡了?宇宙中的黑洞是怎麼產生的?天文學家又是如何確認黑洞的存在?
  • 如果進入黑洞會怎樣?會穿越到另外一個世界嗎?
    「黑洞」這個名字是在後來才出現,1976年惠勒在一場演講中首次使用「黑洞」這個名字來稱呼這種特殊的天體,在此之後這個名字就流傳開了。其實這個名字非常容易讓人誤解,把它理解成為一種時空通道,認為穿過黑洞就實現了穿越時空。
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    信息悖論——掉進黑洞的物質會被擠壓到黑洞那無限緻密的核心去,但它所攜帶的信息會怎樣呢?以下有兩種情景的解釋:   信息消失(左):當黑洞蒸發後,它所攜帶的所有信息會隨之消失。通常情況下,粒子—反粒子對出現後瞬間即湮滅,但如果這對粒子和反粒子是出現在黑洞的事件視界,其中一個就會掉進黑洞,而另一個會以霍金輻射的形式向外發出。「遇難」粒子以負能量被吸入,黑洞由此而損失質量,如果沒有普通物質落進去,黑洞最終將蒸發殆盡。黑洞中心是一個無限小且無限緻密的奇點,卻並不包含形成黑洞的物質信息。
  • 人進入黑洞會怎樣?人會變成一根「麵條」,還有更誇張的事情
    在天文學的概念裡,黑洞是一種天體,當一顆質量極大的恆星逐漸衰亡的時候,它就有可能發生超新星爆發,進而坍縮形成黑洞。黑洞只是它的字面意思,但是它足夠「黑」,因為它擁有無窮大的引力,大到可以吸收周圍的一切物質,包括光線,以至於人類只能通過排除法才能找到黑洞的所在,既然如此,如果人類有一天進入了黑洞當中,又會發生怎樣的事情呢?
  • 宇宙黑洞,人被吸進去會是什麼樣?
    腦洞一下,人如果進了黑洞會發生什麼變化?會變成黑洞俠嗎?還是馬上死掉?毫無疑問,黑洞是宇宙中最為奇特的天體。巨大的質量都集中於它的中心——奇點,導致奇點周圍的時空被極度扭曲,就連光都會被困在裡面。黑洞的邊界——事件視界,把奇點周圍的時空包圍起來。由於黑洞的視界是一個有去無回的邊界,所以外界的觀察則無法知曉黑洞之中的情況,這就是為什麼黑洞會如此的神秘。那麼,正如題主所問,如果人被吸入黑洞之中會怎樣?對於恆星級黑洞,當逐漸靠近黑洞的視界時,人所受到的引力作用越來越強,導致下落速度會越來越快。