本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
這本來是個奇葩問題,原題一字不改是:如果把一個人用理論上非常結實的繩子把他拴著放到黑洞裡面,過一會再把他拉出來會怎樣?
我不知道這類問題怎麼會放出來。不說問題的科學性,就是問題本身語法也有諸多毛病。而且字數連標點符號達到41個,而平臺規定只能40個字,現在複製這個問題去發也發不出。難道IA也有人情面目?
既然平臺AI給了面子,又有許多這類朋友總想到黑洞裡面一探究竟,就不厭其煩的再說說。
說實話,這類問題是完全不懂科學常識的妄想。
如果這個世界上有這麼結實的繩子,又怎麼會有黑洞存在?
我這麼說可能一點科學常識都沒有的人還是聽不懂。
這樣說吧,這個理論上非常結實的繩子是怎樣一個理論?有這樣的理論嗎?
黑洞是一個科學問題,要了解黑洞,就要有科學常識去了解,違背科學常識還怎麼去了解呢?
黑洞是宇宙中最極端、最頂級的天體,通吃一切,黑洞裡面已經沒有我們人類可以認知的物質存在,你的繩子怎麼拴住呢?
任何我們已知的物質,還沒有接近黑洞前就全部化為灰燼了。
說化為灰燼是非常非常保守了。當一個物體接近黑洞視界時,角動量已經達到極大,也就是吸積盤的轉速達到光速一半甚至接近光速,任何物質在這樣的速度和碰撞下,都已經成為最微小的粒子,甚至連原子也無法存在。
隨便一個最細的灰燼都是若干億個原子組成,所以我說灰燼已經很誇張了。
這時候怎麼有繩子能夠拴住的東西呢?即便用中子星物質做成的繩子也不復存在了。
什麼叫視界?全稱叫黑洞事件視界。
就是在黑洞史瓦西半徑外臨界的一層膜,這只是個比喻,實際上就是史瓦西半徑邊緣能夠被人類所看到的那個邊界。
事件視界是能夠被人眼或者射電望遠鏡觀測到的界限,這個界限裡面就是黑洞的史瓦西半徑。
從視界臨界點一直到黑洞中心那個沒有體積的奇點,有一個球狀引力場包裹,這個球就叫史瓦西半徑。
這個範圍有多大?是人類已知同等質量物質能夠壓縮到的最小體積,計算公式為:R=2GM/C。
這裡,R為史瓦西半徑,G為引力常量(6.67x10^-11N·m/kg),M為天體質量,C為光速。
按照這個公式計算,如果我們地球成為一個黑洞,其史瓦西半徑只有9毫米;太陽如果成為一個黑洞,史瓦西半徑只有3公裡。而現在我們地球的半徑為6371公裡,太陽半徑為69.6萬公裡。
史瓦西半徑範圍就是黑洞無限曲率的範圍。
無限曲率是指時空彎曲已經達到無窮大,表現為引力無窮大。
什麼無窮?就是不知道這個引力有多大,已知可以吞噬我們所知道的一切,連我們知道宇宙中速度最快的光,每秒約30萬公裡的速度也無法逃逸。
所以在史瓦西半徑範圍內,我們就什麼也看不見。我們之所有能夠觀測到黑洞,完全是由於黑洞巨大的角動量和時空曲率導致的視界現象。
在黑洞視界外圍,形成了物質極端高溫高壓導致的熾熱可見光,和可以被射電、射線望遠鏡觀測到的各種高能射線,這樣我們才能夠觀測和了解黑洞。
一旦越過了這個視界,一切都化為烏有,就是沒有了,連我們認知的最小原子、電子、夸克都沒有了,無限曲率導致掉落視界之內的一切物質,都無限的龜縮到中心無限小的奇點上,化為超時空的東西。
人類是三維空間四維時空的生物,只能了解我們自己的世界。
我們現在一切理論都是描述四維時空世界的理論,而黑洞裡面已經是超時空事物了,因此我們的理論在黑洞裡面就失效了。
失效的邊界就是事件視界,界限外面可以觀測和解釋,過了這個界,我們既無法觀測也無法理解。
我們只知道所有的黑洞都留在事件視界外面幾個基本物理量,就是角動量、電荷、質量。所有的黑洞都一樣,這就是所謂的黑洞無毛理論。
所以我們這個世界不存在能夠進入黑洞的繩子,也不存在能夠進入黑洞還保持某種性質的物質,進去就化為烏有,無法拉出來。
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