我是个暴躁又自闭的吃货

今天我们看到了黑洞。广义相对论经历了一百年的考验,现在证明还是对的。

黑洞是什么?

我们都知道,一个球被抛向高空,抛球力度越大,球的高度就越高,这是地球重力在作用,如果抛球的速度足够快,超过每秒11.2千米,球就不会落回地球上而是彻底摆脱地球引力。只有星际探测器的发射器才能打到这个足以摆脱地球引力的速度,让我们可以看到身处的太阳系。

在爱因斯坦1915年发表的广义相对论里指出,引力的作用实际上是时空的几何表现,它本身是建立在物质和能量分配之上的,时空因为它变形了、弯曲了。光虽然没有质量,但是也会受引力影响,或者是受时空的弯曲影响,它的轨迹在一个巨大的物体附近会偏转。

一个星体的质量越大、自身的尺寸越小,它对周围空间弯曲的程度就越厉害。

所谓“黑洞”,就是它把周围空间弯曲得实在是太厉害了,以至于连光线都无法从里面出来。

从外面看,黑洞本身是一个……黑黑的洞。但是如果黑洞附近有别的物质,比如说星际间的气体或者带电的粒子,你会看到它周围有一个光圈。那些光是来自带电粒子加速运动产生的辐射。

在光线和物质无法逃逸的区域外有一个球形表面,叫黑洞的“视界”,它是一个几何表面,不是真实物体,你可以理解成有点像咱们地球的“地平面”,都是视线范围的边界。

如果说地球上的地平面位置取决于观察者的位置,那与之相反,黑洞的视界是绝对的。它是时空的边界,与观察者的位置无关。只有在黑洞视界这个界面附近,才会出现黑洞特有的时空变形。

视界以外至少光还可以离开黑洞,而不管什么东西一旦进入黑洞的视界,就再也不能逃脱黑洞了。(这里好像夜晚觅食的你:)

好的我们来开个脑洞,你掉入黑洞是一种怎样的体验(哈哈哈哈浅浅你要干什么)?

好的,现在我坐在远处的太空舱里看着你,因为强烈的时间膨胀效应,当你接近黑洞的时候,我发现你的动作变得越来越慢,你还会比我老得慢哟~

接近黑洞也不一定掉进去,因为黑洞尺寸小啊,你照照镜子虎背熊腰的一般掉不进去的~!

你可以把黑洞当成一颗普通行星,绕黑洞转几圈,但是因为黑洞的引力场太强,你转几圈我可能就老了死了,而你归来依然是少年~!(哇塞!酷毙了!!!)

在黑洞的视界上,你的时间膨胀会达到无穷大~!也就是说,当你掉入黑洞的时候,我看到的是你越走越慢然后就不动了,永远停留在那里(时间膨胀的原理是,几乎相同的图像彼此相连,打倒的视觉效果就是你被凝固在穿越视界面时的位置上),那瞬间,你是我的永恒:)~

但是呢,时间膨胀是相对于我而言的,你自己是感觉不到这一点的,你只会自然而然的跌入到黑洞中,经过视界的时候你不会有任何感觉,你看到的黑洞内部也可以有光线,然而,这是一条有去无回的路。

黑洞把时间弯曲得太厉害,以至于你的身体下半部分的引力会比上半部分的引力强得多(而且!黑洞的质量越小,这个效果反而越强),这个引力的差异会把你撕裂。

黑洞的惊人属性自然成为了科幻作家最常用的主题之一,这些可以扰乱周围时空的迷人星体,常常用作通往其他宇宙的“大门”,好像我们的宇宙还不够大一样~:P


本文参考《给好奇者的暗黑物理学》以及《给忙碌者的天体物理学》、万维钢《精英日课第三季》。

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