物理学家:只有一种方法可以让人类安全地进入黑洞

想解开黑洞的谜团,人类应该冒险前往黑洞,但是这里有一个很大的问题,进入黑洞的人,无法向整个宇宙的任何人报告其研究成果。

想解开黑洞的谜团,人类应该冒险前往黑洞,但是这里有一个很大的问题,进入黑洞的人,无法向整个宇宙的任何人报告其研究成果。 虽然我们距离任何一个黑洞都非常遥远,但是黑洞可以说是我们宇宙中数量最多的天体之一,黑洞似乎是宇宙自大霹雳以来到现在的演化过程中必不可少的组成部分,就连现在的银河系中心,也仍有一个约400万倍太阳质量的超大黑洞。

接近太阳大小的黑洞事件视界的人。(利奥和山山罗德里格斯/CC BY-ND)

黑洞在宇宙中有大有小,有的也有带电,如同电子或质子一样,甚至有的会旋转,但主要分成两大类型:第一种是恒星级黑洞,具备与太阳质量相似的黑洞,另一种则是星系级的超大质量黑洞,其 质量质量是太阳的数十万倍甚至数十亿倍不等,不仅仅是质量差,它们之间的区别还在于其中心到它们的事件视界边缘的长度,又称为径向距离或史瓦西半径(对于无电荷不旋转的黑洞而言
)。

黑洞的事件视界是一个不可回头的点,任何进入这一点以内的东西都会被黑洞所吞噬,永远消失在我们已知的宇宙中,在视界内,黑洞的引力非常强大,以致于任何机械力都无法克服或抵消它,即使是光,我们宇宙中移动最快的东西,也无法逃脱黑洞的魔爪,因此才有了「黑洞」这个术语。

如圖說▲

恒星级黑洞与超大质量黑洞的差异,两者的头脚引力差会产生不同的结果,本图未按实际比例绘制视界的半径取决于黑洞的质量,这是进入黑洞的人能否幸存的关键,对于一个质量与太阳相同的黑洞,其史瓦西半径约等于3公里;相较之下,银河系中心的超大质量黑洞,其史瓦西半径约为1170万公里。 如果一个人掉进了恒星级的黑洞,由于与黑洞中心的引力源相当接近,一个人的头和脚之间的引力会有1兆倍以上的差异,这么强大的引力差会使这个人被拉伸成细长条状,也就是俗称的面条化。 若该人掉入的是超大质量黑洞,则因为他距离其引力源仍然遥远,这意味着头与脚之间的引力差几乎为0,此时人就能不受影响地进入视界边缘,但是相对的也永远出不来。

一个人掉进黑洞,被拉伸。(利奥·罗德里格斯/尚莎·罗德里格斯/CC BY-ND)

我们在宇宙中观察到的大多数黑洞都被非常热的吸积盘包围着,这些盘中的物质大多是由气体和星际尘埃或恒星、行星等离视界太近而落入的物体所组成,这种状况肯定不适合进入。

一个科学家若想要进入黑洞研究是可能的,要想安全地进入黑洞,你需要找到一个完全孤立的超大质量黑洞,而且不以周围物质为食,另外还必须记住,落入视界的人将无法对外界发送任何关于其发现的讯息,他们的旅程和发现将永远消失在整个宇宙中,也许他们会享受冒险,并存在于另一个世界中。 (编译/许晋翊)

数据来源:Conversation

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