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人掉进黑洞会怎样(不被撕碎兴许能看到未来)

发布时间:2023-07-14 17:57
有人说,黑洞会把人拉成面条啊,那还不死吗?你这说的是小型黑洞,潮汐力大,超大质量的黑洞,作用在你身体各部位的力是没有区别的,你若真掉进去了,很可能你已经通过了黑洞视界你都

人掉进黑洞会怎样

首先,由于黑洞的引力太大了,在人靠近黑洞的过程中,人的头和脚会感受到完全不同的引力。如果人的脚先靠近黑洞,意味着脚会感受到更大的引力,结果人就会像面条那样,被黑洞的引力拉伸得又细又长。

假设你足够幸运,能够存活下来,之后你会到达黑洞的中心,奇点。那里的一切看起来非常奇怪,各种疯狂的不合常理的事情在上演着。说白了,奇点本身无法用现有的大自然法则诠释,相对论和量子力学都失效了,甚至连时间本身也变得凌乱起来,因果关系也不存在了。

我们可以用大自然法则描述宏观时刻,但黑洞的奇点忽略了一切大自然法则,奇点完全就是另一个世界,而且我们对奇点一无所知,只能在现有理论上尽量去猜测。

坠入黑洞后,你可能完全被黑洞的引力撕碎,最终死亡。但对于黑洞外面的观察者来讲,你并没有死亡,而且永远活着,永远停留在黑洞的事件视界,静止不动。

因为黑洞的引力巨大,引力会让时间流逝速度变慢,当你到达事件视界时,对于外部观察者来讲,你的时间就停止了,你永远静止在二维的事件视界上。

不过也有观点认为,黑洞并不会单独存在,会有另一种天体与黑洞成对出现,它就是白洞。黑洞和白洞通过虫洞连接在一起。

人掉进黑洞会怎样(不被撕碎兴许能看到未来)(1)

 

如果人不小心落入黑洞,是不是就是一定会死?

科学地说,这个还真不一定,因为黑洞吞噬一切,连信息都无法保留,没有人能从黑洞回来,我们自然也就没有办法下结论,掉进黑洞就一定会死。实际上目前对物质落入黑洞后究竟是什么状态,有多种不同的观点。最通常的观点是,所有物质都会落到黑洞中心密度和曲率无限大,体积无限小的奇点,既然这样,大约就是被压缩得什么都不剩了,当然就死亡了。

然而,细细探究黑洞的特征,这种说法实际还是有商榷的余地的。我们知道,黑洞中心的奇点是被视界遮住的,视界的半径和黑洞质量有关,质量越大,视界半径就越大,比如我们银河系中心的黑洞,视界直径达4400万公里,如果放到太阳的旁边,差不多刚好填满水星到太阳之间的距离(4600万公里)。我们知道,落到黑洞的物质,越接近视界,速度越快,到达视界附近的时候,就应该接近光速了,这时候它的时间就基本上停滞了,所以有人说,我们只能看到一个人落向黑洞,但永远看不到他落进黑洞,他到视界的时候,时间已经变得无限缓慢,所有物理定律都失效了,我们不可能知道他在视界处究竟发生了什么。既然都不知道视界处会发生什么,我们当然就不能断言他已经死亡了。

有人说,黑洞会把人拉成面条啊,那还不死吗?你这说的是小型黑洞,潮汐力大,超大质量的黑洞,作用在你身体各部位的力是没有区别的,你若真掉进去了,很可能你已经通过了黑洞视界你都不知道,还蛮舒适地到处打量,哇啊,这黑洞还不错嘛,蛮精致的。

既然在视界处,我们就再也得不到落入黑洞物质的任何信息了,我们怎么知道它就必定落进了中间的奇点呢?既然在视界处物质就已经永恒了,时间停止了,那么从视界到奇点还有那么长的“距离”(至少从银河系中心黑洞来看,物质落入黑洞,即使通过了视界,还得要经过差不多水星到太阳的距离,才能落入奇点),物质又处于什么状态呢?难道它不是应该永远也到不了奇点吗?

更脑洞的是,黑洞实际都应该是旋转的,只是旋转得快还是慢而已。这就带来一个问题,旋转的物体都会变得扁一点,比如我们地球两极的直径就比赤道直径短了42公里,那么旋转的黑洞其视界也应该是扁的,那么它中心的奇点还是一个零维的点吗?事实上有一种观点就认为,旋转黑洞的中心不是一个奇点,而是一个一维的“奇环”,甚至还有人脑洞大开,要是一个黑洞很大,旋转很快,中间的奇环就会很大,一个人只要精确地落进去,就可以毫发无损地穿过奇环,到达……好吧,我已经不敢再说了,因为这很不科学。

所以,对于黑洞的内部,我们真的还无从了解,所有的观点都是计算和猜测,不会有真正的科学家武断地告诉你,落入黑洞,人一定就会死。

进入黑洞会死吗?

掉进黑洞会发生什么?你死了但同时还活着

你有没有偶尔出现过这样的念头:如果你掉进一个黑洞会发生什么?

你可能会认为自己大概会被压碎,或者撕成碎片。但现实可能比你设想的更加诡异。在你落入黑洞的一瞬间,现实将会被一分为二。在其中一种场景中,你将瞬间化为灰烬,而在另一种场景下,你几乎毫发无损,并且这两种情形可能都是真实的。

黑洞是什么?

黑洞是一类诡异之地,在这里我们所熟知的物理定律不再有效。爱因斯坦指出,黑洞的引力会弯曲时空,造成时空本身发生扭曲。因此如果有一个密度足够高的物体, 时空将发生严重扭曲,以至于在这个物体周围的现实时空之中形成一个类似凹陷的区域,这就是黑洞。当一颗大质量恒星耗尽其燃料之后发生爆炸塌缩,这一过程将 足以产生这样奇异的超级致密天体。当超大质量恒星的死亡核心在自身质量作用下不断收缩,它周围的时空随之扭曲。它的引力开始变得如此之强,以至于光线也无法逃离它的掌控:在这颗恒星原先所在的位置上,一个新的黑洞出现了。

黑洞最外层的是它的事件边界,也就是光线恰好开始无法逃离的引力范围边界。在这一区域之外,光线还可以逃离,而一旦越过这一边界,任何逃离的努力都将是徒劳 的。事件边界蕴含着巨大的能量。此处的量子效应会产生强大的高温粒子流并向外辐射,这就是所谓的“霍金辐射”。这是以英国著名天体物理学家霍金教授的名字 命名的,因为是他最先预言了这种辐射效应的存在。只要给予足够的时间,这种霍金辐射将最终耗尽黑洞的所有质量并导致黑洞的最终消亡。

随着你逐渐深入黑洞,时空变得更加扭曲,直到抵达黑洞的核心——在这里,时空的扭曲达到无限程度,这就是“奇点”。在这里空间和时间不再有意义,我们所熟知的,基于时间与空间概念的物理学定律也将全部失效。

大质量天体会导致时空的扭曲

在黑洞中,时空的扭曲程度到达极点

黑洞导致光线传播路径的极大扭曲,形成类似“透镜”的效果

半人马射电源A(Centaurus A)可能是一个位于我们银河系中央的大型黑洞

那么在这里究竟将发生什么?另一个宇宙?混沌?或是通往小时候书架的后面?没有人知道答案。

落入黑洞时会发生什么——你死了,但同时你活着

那么如果有一天你真的不幸落入其中一个黑洞之中,将会发生什么?首先我们假想你拥有一个名叫“安妮”(Anne)的同伴。你正朝着黑洞落去,而她仍然处于安全的距离外惊恐万分地观察着眼前的景象。从此刻开始,她将目睹一系列奇异现象。

随着你朝着黑洞的事件边界不断加速下落。安妮将会看到你的身体逐渐被拉长并扭曲,就像透过一个放大镜观察你的感觉。并且随着你越来越接近事件边界,安妮会发现你的移动速度似乎变得越来越慢,就像在看慢动作镜头。

你没有办法向她呼喊,因为空间里没有空气,但你想到用自己的iphone手机,利用闪光的方式向安妮发送一段摩尔斯电码(真的有一个这样的app)。然而你发出的信号向外传递的速度同样非常缓慢,光线的波长已经在强大的引力场中被严重拉伸,频率变得很低:“我很好。。。我   很   好。。。  我。。。。。。。很。。。。。。。好。。。”

当你最终抵达事件边界,安妮会发现你静止了,仿佛某人按下了暂停按钮。她会看到你还在那里,一动不动,拉伸的身体开始被烈焰吞噬。

在安妮看来,你已经因为空间的拉伸,时间的静止和霍金辐射产生的高热,在甚至还未跨越事件边界的时候已经化为灰烬了。

然而,在我们为你准备葬礼之前,先让我们忘掉安妮的报告,转而从你自己的视角来看一看这段时间里你究竟经历了什么?好吧,现在更加诡异的事情出现了:你觉得什么事都没有发生。

在你的下落过程中,你将感受不到拉伸,减速或是可怕的辐射。这是因为你正处于自由落体状态下,因此你感受不到重力的存在——爱因斯坦将这称之为自己“最令人愉悦的想法”。

毕竟,事件边界并不是一堵砖墙,而只是一种空间上的无形边界。一名位于外部的观测者无法目睹这一边界内部的事件,但这对于你而言不是问题——对你而言,这里并不存在什么边界。

当然,如果你正落入的是一个较小型的黑洞,那么你的确会有大问题。你将感受到强大的引力作用:你的腿部感受到的引力要比头部强大的多,你将会像一根意大利面条那样被拉长。但幸运的是你现在落入的是一个大型黑洞,其质量是太阳的数百万倍,在这种情况下,那种会将人撕碎的引力差将变得非常小,几乎可以忽略。

理论上说,在一个足够大的黑洞中你可以“正常”地度过余生,直到最终落到黑洞中央的奇点上迎来死亡。

“正常”——有多正常?你可能会有这样的疑问,因为此时的你正坠入时空连续体中的裂隙,完全不以自己的意志为转移,没有办法回头——一定没有人能够体会你的感受。

但奇怪的是,实际上从某种角度来看,我们是能够体会你的感受的——不是从空间上,而是从时间上——时间之河永恒地向前流淌,不以我们的意志为转移,我们只能随着时间向前走,没有办法回头。

这并不仅仅是一个比方。黑洞将空间和时间扭曲到了一个极端的程度,以至于在黑洞内部,时间和空间已经互换了角色。从某种意义上说,是时间将你推向最后的奇点。你无法回头逃离黑洞,一如我们无法回头,回到过去。

量子物理学指出,黑洞的边界可能存在一堵“火墙”

黑洞的事件边界并不是一堵现实存在的墙

“黑洞信息悖论”

到了这一步,你大概会想:等一下,那个安妮到底是怎么回事?明明我什么都没发生,周围什么都没有,只有空旷的空间,为什么她一口咬定亲眼看到我在事件边界外就已经被烧成灰了?难道她产生幻觉了吗?

事实是,安妮并没有产生幻觉。从她的视角看,你的确是在事件边界附近就被烧成灰烬了。这不是幻觉。如果可以的话,她甚至还可以收集你的骨灰并带回地球给你的家人安葬。

实际上,自然界的定律要求从安妮的视角观察,你必须永远都无法进入到黑洞的内部。这是因为量子物理学原理要求信息不可丢失——任何描述你的存在的信息必须留在黑洞外部,否则安妮所在空间的物理学定律将会崩溃。

而在另一方面,物理学定律也要求你必须能够穿越事件边界,而不会遭遇到超热粒子流或其他任何异常的东西。否则你将违背爱因斯坦的那个“最令人愉悦的想法”和广义相对论原理。

因此,简单来说,物理学定律要求你同时存在两种状态——在黑洞外成为一堆灰烬,以及在黑洞内,完好地活着。然而还有第三项物理学定律,它指出信息是不允许被克隆的——你必须同时存在于两个地点,但同时你只能有一个。

不知怎的,物理学定律将我们带向了一个似乎违背常识的结论。物理学家们将这一矛盾性结论称为“黑洞信息悖论”(Black Hole Information Paradox)。幸运的是,在1990年代,他们终于找到了一种调和这对矛盾的方法。

物理学家莱纳德·苏斯坎德(Leonard Susskind) 意识到这一悖论实际上并不存在,因为并没有人能够看到另一个你。安妮只能看到已经化为灰烬的你,而你只能看到活着的你自己。你和安妮之间永远无法将这两个 “你”进行对比,并且也不存在第三名观察者能够同时看到黑洞内部和外部的情况。因此在这样的情况下,物理定律将不会被突破。

除非你非要深究,这两个你究竟哪一个才是真的你。你想知道:我究竟是活着还是死了?

黑洞的研究所揭示的一项重要事实便是:根本就没有现实。所谓现实仅仅取决于你所询问的对象是谁。在这个故事中有对于安妮而言的现实,也有对于你而言的现实。大概就是这样。

从事件边界喷涌而出的“霍金辐射”

黑洞——一旦你落入其中,永远不可能再出来

“鬼魅般的远距作用”

在2012年的夏天,一个物理学家小组(包括4名成员:Ahmed Almheiri,Donald Marolf,Joe Polchinski 以及James Sully,简称AMPS)设计出一项思想实验,它可能将会彻底颠覆我们对黑洞的认识。

AMPS小组意识到,苏斯坎德的解决方案完全基于一个前提,那就是黑洞的事件边界将可以调和你和安妮所见的不同事实。你安全的漂浮在空间里,而安妮看到你化为了一团灰烬,这不要紧,因为安妮看不到位于事件边界另一侧的那个你。但是,假如安妮找到了一种方法,可以在并不需要亲自穿越事件边界而得知这一边界另一侧情况的方法,那将会怎样?

简单的应用相对论,那么这个问题将不能成立,但量子物理学原理让这个问题变得比我们设想的更加复杂。安妮或许可以窥见事件边界后的一丝隐情,她采用的方法就是被爱因斯坦称作“鬼魅般的远距作用”("spooky action-at-a-distance")的一种现象。

这就是量子纠缠效应——两个粒子尽管在空间上分离,但却诡异地相互联系(“纠缠”)。它们同属于一个单一而不可分的整体,因此对其进行描述的信息无法在它们其中的任何一个粒子身上找到,而在于如鬼魅般将它们两者联系在一起的那种“纠缠”之中。

AMPS小组的思想实验正是基于此——设想安妮掌握有靠近事件边界的一组信息,称之为A。如果她的故事是正确的,你已经在黑洞边界附近化为灰烬,那么信息A必定与另外一组信息B之间存在纠缠,信息B应当与那团高温粒子流有关。

而在另一方面,如果你的故事是正确的,你在事件边界的另一侧安全地存活着。那么信息A则必须与另一个不同的信息C相互纠缠,这个信息C应当与黑洞内部的某种东西有关。

这里就出现了矛盾:每一组信息都只能被关联一次。也就是说信息A只能在B和C之间关联一次——要么与B纠缠,要么与C纠缠,不能两者同时。

因此安妮手里握有信息A,并将它放入她的手持式纠缠解译机,此时这台机器将会显示答案:要么B,要么C,而不会是两者同时显示。

如果显示的答案是C,那么你的故事胜出,但量子物理学原理将会崩溃。如果信息A与深入黑洞内部的信息C相互纠缠,那么对于安妮而言,她所掌握的信息A从此将永远消失,这就违背了量子物理学所规定的信息不可丢失的原则。

那么如果显示的结果是B呢?如果解译机器显示的答案是B,那么安妮的故事胜出,但爱因斯坦的广义相对论将会崩溃。如果信息A与信息B相互纠缠,那么安妮的故事就是真实的版本,也就是说你真的已经化为灰烬,而不是安然无恙地通过事件边界,就像广义相对论所要求的那样——你遭遇到一堵真实存在的“火墙”。

这样一来,我们就被迫回到我们最初开始的地方:当你坠向一个黑洞时究竟会发生什么?你会安然无恙地通过事件边界?还是会在下落过程中一头撞上“火墙”而化为灰烬?没有人知道答案,这已经成为基础物理学领域最持久的难题之一。

事实上,物理学家们已经花费超过100年时间试图调和广义相对论与量子原理之间的矛盾,他们知道最终这两者之间必定将会有一个做出让步。黑洞带给我们的这一悖论或许将帮助我们判断究竟哪一种理论将做出让步,并指引我们找出掌管宇宙运行的更深层次上的基本理论。

黑洞内部究竟是什么样的?没有人知道答案

“鬼魅般的远距作用”——量子纠缠效应——两个粒子尽管在空间上分离,但却诡异地相互联系(“纠缠”)

黑洞能从周围天体上吸取物质

回到起点

其中的线索之一或许就在安妮的解译机器上。要想解译出与信息A纠缠的另一个信息是极其困难而复杂的。因此新泽西州普林斯顿大学的物理学家丹尼尔·哈罗(Daniel Harlow)以及加州斯坦福大学的物理学家帕特里克·海登(Patrick Hayden)想要知道这样的解译过程将需要花费多长时间才能完成。

在2013年,他们计算的结果发现,即便借助物理学原理极限所允许的最强大的计算机,安妮要想解译出所需的信息也将耗费极其漫长的时间。到她最终解译出结果时,那个黑洞早就已经完全蒸发,从宇宙中消失了。

如果这一结果是正确的,那么解译过程本身的极端复杂性将阻止安妮找出两个版本故事之间哪个是真实的努力。这样就只能假设这两个故事都是真实的,何为现实仅仅 取决于不同的观测者,所有的物理学定律都将不会被违背——你已经死亡,化为了灰烬,但同时也安全地通过了事件边界,没有遭遇到可怕的“火墙”,安然无恙地活着。

这一结果也启发物理学家们去思考一些新的问题:那就是极端复杂的计算(如安妮所遭遇的那样)与时空之间的联系。这其中似乎隐藏着某种更加深层的秘密。

这就是有关黑洞的故事,并不仅仅关乎空间旅行者们的命运,它们也是理论物理学的天然实验室,将物理系定律中的一些极细微缺陷无限放大,到我们完全不能忽略它们的地步。

如果现实的真正本质仍然隐藏在某处,那么找出它们最好的地方就是黑洞。当然,在物理学家们真正有把握地搞清楚黑洞“火墙”的问题之前,我们最好还是站在事件边界的外部观察会比较好一点。或者我们就把安妮送进去,这次该轮到她上了。

进入黑洞会死吗

人掉进黑洞会死。

一个活人掉进黑洞的概率几乎为零,一个掉入黑洞的人身体,最终会被潮汐力拉扯,无限拉扯,想象成橡皮筋,被拉得无限长,就会变得无限细,这种情况下人肯定是死亡的。人类掉进黑洞就好像掉进一个人肉转为能量的搅拌机,但这搅拌机会渗漏能量,渗漏出来的能量会再形成物质,从而可能再出现人类。

 黑洞的可怕之处

黑洞可以说是最神秘的天体之一,其引力非常强大,强大到连周围时空都发生了弯曲现象,没有任何物体可以逃脱他的引力范围,甚至是光也逃脱不了。

所以黑洞只能通过间接的方式寻找到它,比如我们在观测遥远的天体时,发现他在围绕一个看不见的引力源运动,或者他在吞噬另一颗恒星产生的吸积盘时,便可发现他的存在可以说他就如同河流中的漩涡,只要你一旦靠近,就会被强大的吸力所吞没,因此黑洞的逃逸速度超过了光速。

人掉进黑洞会死吗

科学地说,这个还真不一定,因为黑洞吞噬一切,连信息都无法保留,没有人能从黑洞回来,我们自然也就没有办法下结论,掉进黑洞就一定会死。

当一个人掉进一个小型黑洞时,那么他就死定了。这是因为身体各个部位受到的引力不一样,具体表现为离黑洞越近,其受到的引力就越大。由于黑洞的引力极其强大,相应的这个引力差也会加倍放大,所以当一个人掉进这类黑洞的时候,他就被这种引力差撕得粉碎,死得不能再死了。

对于大型的黑洞来讲,就不会出现这样的结果。

对于黑洞的定义,在物理学有一个明确的标准,即一个物体的自然半径小于它的史瓦西半径,那么它就被称为黑洞。例如地球的史瓦西半径约为0.9 厘米,就是说在质量不变的前提下,将地球半径缩小成0.9厘米,地球就变成了黑洞。

在小于史瓦西半径范围内,即使光速也无法逃逸,因此可以认为史瓦西半径就是黑洞的事件视界半径,进入了史瓦西半径,就算是掉进了黑洞。史瓦西半径 (Rs)可以用公式 Rs = 2GM/c^2 计算出来(G为引力常数,c为光速,M为质量)。

一个物体的史瓦西半径与它的质量是正比例关系。我们还需要知道的一个事实是,一个物体的自然半径也与其质量相关,但它是与物体质量的立方根成正比例关系。

这就意味着当一个物体的质量很大时,它的史瓦西半径就会超过自然半径!换一句话来讲,就是如果一个人掉进了一个质量巨大的黑洞,对于这个人来讲,他在进入事件视界时并不会有什么感觉,虽然他再也逃不出去了,但重要的是他还好好的活着,跟以前并没有不同。

人掉进黑洞会死吗 人掉进黑洞会怎样

1、死是肯定的。

2、在黑洞如此巨大的引力下,人的头部与足部所受的力相差很大,足以把人撕碎。所以在掉进黑洞的过程中,人必死无疑。至于是否会到另外一个世界,目前人类对黑洞的了解甚少,还不能妄加论断。但根据爱因斯坦的理论,黑洞与白洞是相对的,两洞由虫洞相连。物体从黑洞被吸入,从虫洞被喷出,的确有可能。

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