人在進入黑洞的過程中會有什麼感覺?

2020-12-01 老粥科普

黑洞是條不歸路,進去了永遠別想出來。

那麼問題來了:掉進去會怎麼樣?我們究竟離它多遠才是安全距離呢?本文就為你解開這個迷題。

一、黑洞有啥不一樣?

這是一個老問題了:黑洞這個神神秘秘的東西到底是個啥?它究竟有多可怕?

其實黑洞也沒什麼可怕,它不過是宇宙億億萬星球中的一種罷了。要一定說它與別的星球有什麼不一樣,那就是這傢伙很黑,並且總躲在暗處,你不能靠近它,靠近就是死。

(黑洞)

人不怕明亮的東西,就怕未知的、黑暗的、會致命的東西。黑洞符合這些特徵,但安靜的黑洞遠沒有傳說的那麼可怕。打個比方:如果太陽瞬間變成黑洞,它會變成一顆視界直徑只有幾公裡的黑色星球。地球照樣還在老地方轉,它的軌道不會改變,一年還是365天,一天也還是24小時。唯一不同的是,天空變暗了,我們失去了陽光和月光,只能看見星光。

當然,我們的太陽永遠也變不成黑洞,按物理學家的計算,大約需要20個以上太陽那麼重的恆星才有可能演變成黑洞,而最小的黑洞也要比太陽重5倍以上。你不要覺得奇怪,這是因為恆星在坍縮成黑洞的過程中要經歷一次超新星爆發,它會把外層的東西炸掉一部分,剩下來的自然要輕許多。

從這個角度看,黑洞也真沒什麼特別的。我們只要跟它保持距離,該咋樣還是咋樣,很安全。

二、如果你一定想嘗試挑戰黑洞,去接近它,會怎麼樣?

算了,我們還是請偉大的冒險家Tom先生走一趟吧!

我們還是以太陽為例子:假如太陽變成「太黑洞」,它的質量不變,我們飛到距離太黑洞695700公裡的地方會如何?這時候,我們的重力加速度會達到274m/s,大約是地球表面的28倍,也就是我們通常所說28個G的重力加速度。人類是無法承受這個加速度的,Tom表示可以接受。

在這個位置會有什麼樣的感覺呢?先來做一個計算:

太空人Tom打算在「太黑洞」邊緣來一次太空行走,他身高2米,穿上太空衣後質量為200公斤。那麼在距離「太黑洞」70萬千米的地方,他有什麼樣的感覺呢?

引力公式:F=G·m1m2/R

其中G是引力常數:6.6741×10 ^-11N·m/kg,m1為太陽質量1.9885×10 ^30 kg,m2為Tom一半的質量100kg(這樣方便計算他上下半身分別受力情況),R為他到太黑洞之間的距離7×10 ^8 m。

Tom如果將他的下肢朝向太黑洞,身體下半部分與上半部分的受力差為:

F'=G·m1m2/R - G·m1m2/(R+1)

計算結果是:F'=0.000077(牛頓)

Tom表示感覺良好,內心毫無波瀾。

Tom沒有止步,他義無反顧繼續向前,到達距離太黑洞1000千米的地方,根據計算,他下半身與上半身之間的拉力達到: F'=26543(牛頓)=2707(公斤力)

這時候即便是Tom的太空衣能保住他不被扯斷,但全身骨關節脫臼、脊椎斷裂決不可避免。應該說此時的Tom已經犧牲了,因為他的大腦神經在黑洞強大重力的作用下已經全部破裂。

很慘!

光譜發生紅移

(Tom掉入黑洞的過程中,他的光譜發生紅移)

這時候我們從地球看Tom,會看到他的身影慢慢變紅,這是Tom高速遠離時光譜發生紅移的結果。

然而事情並沒有完,此時的Tom已經不可能回頭,黑洞強大的重力拉著他繼續前進,當達到距離黑洞100千米的位置時,他下半身與上半身之間的拉力達到2654萬牛頓,也就是270萬公斤力,事實上在此之前他就已經被重力撕得粉碎,化作一線塵埃。

(Tom被越扯越長,在到達黑洞之前就已經粉身碎骨)

很慘!很慘!!

如果Tom一開始就對得很準,那麼他的碎片將直接進入到黑洞的事件視界,然後徹底消失。但一般情況下不會這樣。碎片會化作黑洞吸積盤的一部分,圍繞黑洞旋轉,然後一點一點地被黑洞吞沒。

Tom的故事結束了。

結束了?

三、黑洞有防火牆

上面舉的例子只是理想化狀態,現實中的情況要複雜得多,你無法接近

我們在文章開始時就提到,黑洞是個神秘的東西,它廣泛存在於宇宙之中,我們卻很難發現它。天文學家們判斷在我們的銀河系裡就有多達1億個以上的黑洞,但你平時有看到它嗎?沒有。

絕大多數的黑洞都躲在類星體的中央,類星體發出極其明亮的光,它的光比恆星發出的光要強萬倍以上,我們自然找不到深藏其中的黑暗星球了。

類星體

(這就是類星體,它的中間躲著一個大質量黑洞,它的質量可能是太陽的數千萬倍)

這樣的黑洞,我們容易接近嗎?

你會說,不可能!

沒錯。

為什麼會出現這樣的情況?因為類星體就是黑洞的一道嚴密防火牆

類星體是被黑洞捕獲的星際塵埃,其中還有被撕碎的恆星和行星碎片,它們在黑洞的四周高速旋轉,強大的重力將它們吸積在一起形成一個球。這些塵埃互相之間急速摩擦碰撞,高溫等離子體最快能達到光速的1/3,速度快的繼續轉,慢的掉進黑洞被它吃掉。

黑洞吸積盤的摩擦是如此劇烈,以至於靠近它四周物質的10%-40%的質量被轉化成了能量,最多的質能轉化率竟然高達42%!相比之下恆星內核中的核聚變則顯得和風細雨溫柔許多,那裡的質能轉化率只有不到0.7%。

現在,你知道為什麼類星體是這個宇宙中最亮的一批天體了吧!黑洞將它的吸積盤加熱到500萬度以上高溫,消耗它們的質量,將其轉化為強烈的X射線射向太空。

現在你還有把握說去黑洞附近轉悠嗎?別說靠近,離它幾千萬公裡遠,就已經被強烈的X射線殺死,然後被炙熱的吸積塵埃擊成碎片消失在太空中了。

很慘!很慘!!很慘!!!

銀河系中心黑洞周圍

(用南非的MeerKAT望遠鏡拍攝的銀河系中心黑洞周圍照片)

四、幽靈黑洞

本文中Tom先生捨身探訪的屬於幽靈黑洞,這些黑洞往往由大的恆星坍縮而成,當它吞吃了周圍所有塵埃之後,就失去了吸積盤。沒有吸積盤的黑洞是孤獨的流浪者,它不發光,與黑暗的宇宙背景融為一體,只有當遠處有星光閃耀時,我們才能通過引力透鏡現象發現這個幽靈。

只不過,幽靈黑洞目前只是理論上的存在,天文學家們還沒有實際找到它的身影。

兩個幽靈黑洞正在相互靠近

(兩個幽靈黑洞正在相互靠近,它們的重力扭曲了周圍的時空。這是想像圖)

所以你要想步Tom後塵,試一試掉進黑洞的感覺,還是得先過吸積盤這一關。

總而言之:

好奇害死貓。接近黑洞真的很危險,為安全起見,咱們還是遠離黑洞吧!越遠越好。

相關焦點

  • 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。
  • 為什麼說黑洞是宇宙最可怕的天體?人進入黑洞後會發生什麼?
    黑洞有幾個主要特質。一是黑洞是黑色的,不能直接被觀測到,科學家只能通過吸積盤來判斷黑洞的存在;二是黑洞有強大的引力,黑洞是由超大質量恆星坍塌所形成的,因此萬事萬物一旦被黑洞盯上就無所遁形了。那麼黑洞究竟有多可怕呢?如果人進入了黑洞會發生什麼事呢?
  • 進入黑洞之後會發生什麼?黑洞的奇點到底長什麼樣?
    但下一個驚人的事件要輪到你來完成了:你要進入一個巨大的黑洞之中,看看黑洞視界的另一邊到底是什麼。你會在裡面發現什麼呢? 接近黑洞 首先我們需要澄清一些定義。黑洞有很多種:大的,小的,有帶電荷的,有不帶電荷的,有快速旋轉的,還有靜止不動的。
  • 進入黑洞會看到什麼?可能是一場穿越未來的神秘旅行
    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?
  • 黑洞模擬機展示了生物進入黑洞的後果,真實情況會有那麼可怕嗎?
    引言:在宇宙中,越是神秘的天體越是能夠引起人類探索的欲望,黑洞就是神秘天體的代表。人類研究黑洞將近一百年了,直到最近我們才拍攝到它們的真面目。都說黑洞有著強大的引力,會將任何靠近的物體撕碎。那麼如果有生物活著進入黑洞,它會經歷什麼呢?
  • 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?
  • 分析黑洞的形成的過程,看看我們人類進入到黑洞將會發生什麼
    大家好我是你們的老朋友小巷,為了展現科技的魅力,以後的每一天我都將為大家放送最幹的貨,希望你們會喜歡。黑洞這種東西相信大家都很熟悉,它在宇宙中隨處遊走,能吸走周圍所有的東西,似乎也有吸走所有人的注意力,今天我要和你具體講一下黑洞到底是怎麼形成的?
  • 霍金研究的黑洞究竟是什麼?若進入黑洞,會看到什麼奇妙的景象
    但是他發現,這個方程的解很奇異,有很多奇妙的性質,所以他就把這個解叫做「黑洞」。史瓦西認為宇宙中可能存在有這樣一種比較奇怪的天體。在當時,黑洞到底存不存在,這個也沒有人知道,所以唯一的辦法就是找。之後霍金對這個解進行了一些嘗試,霍金在愛因斯坦的廣義相對論的基礎上,又引入了量子場論。通過量子場論的分析,霍金對黑洞的性質有了更加詳細的描述。
  • 如果人被吸入黑洞會發生什麼?有沒有活著的可能?
    進去之後會發生什麼呢?各種電影電視劇給出的答案也是五花八門,有時空倒流的,有穿越的,也有去了平行宇宙的……雖然你被吸進任何黑洞的可能性都極低,但令人欣慰的是,就理論上而言,你還是有機會倖存下來的。當然,在柯西視界之外那個無法預知的世界中,生命會呈現出什麼樣的狀態,我們依然不得而知。
  • 進入黑洞什麼感覺?過來人說說
    什麼是黑洞?1783年,雖然那個黑洞概念與我們如今所說的黑洞其實沒太大的關係。不久之後(1796年)法國數學家拉普拉斯 (Pierre-Simon Laplace)在其著作《世界體系》中也提出了類似的推論。這個在今天看來只有中學水平的推論,就是黑洞概念的萌芽。
  • 人類能看到黑洞了,下一步假如人進入了黑洞會怎麼樣?
    2016年,人類首次探測到引力波,當時的引力波來自於雙黑洞合併,從此人類有了一雙傾聽來自黑洞聲音的耳朵。今年4月10日,人類發布了第一張黑洞的照片,人類對黑洞的認識更加深入了一步。下一步會是什麼,有人會想到人進入了黑洞會怎麼樣。
  • 當你突然掉進黑洞,會發生什麼事情?是否會進入到另一個宇宙空間
    那麼就有人提出一個有趣的問題,如果你突然掉進黑洞,會發生什麼事呢?這個問題的結果肯定是你永遠都出不來的。你在靠近黑洞的時候,是沒有什麼感覺的,不過你會處於一個「自由落體」的狀態。試著想像一下,如果是你的腳先進入黑洞,那麼你的腳會受到比你的頭來得更強大的吸引力,這時候你會感覺到你的身體被拉扯,一定達到某個臨界點時,生命就走到了盡頭。凡是進入黑洞視界內的物體,都會被黑洞強大的引力撕成粉末,並最終成為組成黑洞的一部分。
  • 如果你進入黑洞會怎麼樣
    如果你掉進黑洞的時候會看見什麼呢?你有沒有機會回來?會穿越到另一個宇宙麼?黑洞是現代廣義相對論中,宇宙空間內存在的一種天體,是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體。黑洞的引力很大,使得視界內的逃逸速度大於光速。
  • 人類乘宇宙飛船進入黑洞會發生什麼?時間靜止?科學家說極有可能
    在現代的相對論裡,在宇宙中存在一種跟其他星系不一樣的天體,它就是黑洞,由於恆星的破滅使得自身的元素結構發生了巨變並停止,核心引力無法抗衡外部的環境以至於坍塌形成的黑洞,在整個太空上都充當一種神秘的角色,至今都讓人費解。
  • 黑洞之中有什麼?會有另一個宇宙嗎?科學家提出新假設!
    黑洞之中有什麼?會有另一個宇宙嗎?科學家提出新假設!就在前幾天,英國的天文學家觀測到一顆恆星,它已經被一個超大黑洞給撕裂了,且這顆恆星和我們的太陽大小是一樣的,如此大的恆星居然可以被一個黑洞吞噬,也讓我們十分震撼。
  • 人死亡時是什麼感覺
    俄羅斯媒體近日披露驚人新說,一位名叫雷蒙·莫迪的人對4000個有過臨床死亡經歷的人們進行了調查,發現人類在瀕臨死亡時會進入一個神奇的世界。這種看似玄妙的瀕死體驗並非只在西方存在,我國神經醫學專家曾隨機選取100位唐山地震中瀕臨死亡,後經搶救脫險的截癱病人進行調查,結果令人大為震驚:雖然東西方在宗教和文化上有很大不同,但專家們總結出的瀕死體驗竟基本相同!
  • 如果人類成功進入黑洞會經歷什麼?原來愛因斯坦已經給過答案了
    引言:就在今年,世界上首張黑洞的照片終於被公布了,但是黑洞的真實模樣卻驚訝了期待已久的人們,黑洞看起來就像是火爐中燒得火紅的煤炭。有人不禁嘲諷,在現實世界中,我們已經見過黑洞無數次了。雖然人類已經成功拍攝到了黑洞,但人類還是沒辦法弄清楚黑洞的內部構造,而且還沒有找到如何避免人類進入黑洞被撕裂的方法。
  • 人進入黑洞後真的會穿越時空嗎?真相也許並不像你想像的那麼美好
    人進入黑洞會發生什麼黑洞自被發現以來,一直是一種很神秘的存在,全世界的科學家都想了解其內部究竟是怎樣一個世界。那麼今天我們來開一個腦洞,假如哪一天人類實在太好奇了,想一窺黑洞內部的秘密,硬是不顧一切的要開飛船闖入黑洞內會發生什麼呢?
  • 光也逃不出黑洞?被黑洞吸收的物質去哪了?人類進入黑洞會怎樣?
    曾經的我們認為黑洞是不可能存在的,這只不過是科學家的過度揣測。直到2019年的4月份,人類首次拍攝到了黑洞照片,我們才知道它並非理論上的概念,在宇宙中是真實存在的。我們常說它的吸附能力實在太強大了,無論是什麼星體,只要運轉到它的周圍,一定會被黑洞吞噬,不知道大家有沒有考慮過這樣的問題,被它吞噬後的物質都去了哪裡呢?這些物質進入後還能順利出來嗎?物質進入黑洞後會怎樣?
  • 如果進入黑洞後會怎麼樣呢
    2019年4月10日,事件視界望遠鏡(英文簡稱EHT)組織首次在全球召開發布會,公布了黑洞的照片,這是人類首次通過觀察發現黑洞。愛因斯坦廣義相對論被再次證明他的正確性。黑洞是個神秘的物體,而有人會好奇,如果進入黑洞會怎麼樣?