科学有意思 | 如果不小心掉进黑洞,接下来会发生什么?

科学有意思 | 如果不小心掉进黑洞,接下来会发生什么?
2022年01月16日 20:21 魔力科学小实验

女儿不喜欢看电影,她说看电影实在太无聊了。但是,有一部长达近3小时的电影,她和我几乎不漏秒地完整看下来了。这部电影名叫《星际穿越》。

电影很长,全片169分钟,但全程无尿点。它是2014年美英联合制作的一部科幻电影,豆瓣评分9.4分,堪称科幻片里的神作。

电影讲述了在地球不再适合人类生存的未来某一天,一组宇航员通过穿越虫洞来为人类寻找新家园的冒险故事。

剧中有亲情,更有烧脑的物理理论,比如相对论、量子力学、黑洞、虫洞理论,难怪有人说这部电影是理科学霸看的电影。我们不是学霸,但也被电影深深感染了。

当然,科爸不是给这部电影打广告,尽管在此前好多次推文中的确有给大家推荐过这部影片。现在寒假来了,家长朋友们也可以陪孩子一起看看。

今天,咱们就来聊聊黑洞的话题:假如穿越黑洞,会发生什么?文末有视频。

既然聊到黑洞,咱们不妨简单快速回顾几个重要的知识点,敲黑板划重点啦!

黑洞雏形的提出:1784年,一位英国牧师&天文学家在给另一位物理学家的信中首次提到黑洞的概念雏形,认为宇宙中可能存在一种密度极高引力极大的天体,他把它叫做暗天体、暗星。

理论支撑:爱因斯坦广义相对论为黑洞提供的理论支撑。

黑洞名称的诞生:美国物理学家惠勒在1969年首次将这种神秘天体命名为黑洞(black hole)

霍金辐射:霍金提出黑洞在吸收周围物质的同时也会向外释放质量和能量,黑洞最终也会消亡。

首张黑洞照片:2019年7月4日,人类经过多年的努力,终于获得了人类历史上首张黑洞照片,一张长得像甜甜圈一样的黑洞照片。

既然黑洞拥有大到无法想象的密度和引力,如果人掉进黑洞,又会发生什么呢?针对这个问题,目前无法提供准确的答案,但结合当前所掌握的理论,科学上有人提出了这样的观点。

按照广义相对论,时空是可以弯曲的,物体的质量越大,就越会弯曲这个平面。巨大的引力场会让时空形成一个碗状的凹陷,当恒星的密度越大,碗口就会越小,比如白矮星和中子星,直到变成黑洞,这个碗口就会变成一个长漏斗的形状,任何物体一旦靠近,就会掉入这个漏斗。

基于目前的理论,任何物体穿越黑洞时都会回到粒子状态,换句话说就是灰飞烟灭,在你变成粒子之前,你会看到周围的星星都被一个近乎完美的球形空间扭曲了。接着,你的速度会越来越快,在你掉入黑洞事件视界的一瞬间,你会被拉出一根细到不能再细的线。

因为事件视界中的物理规则和外部完全不同,此时如果有人用望远镜观察你,会发现你掉入黑洞的过程非常缓慢,因为这里的时间和空间互换,你掉入黑洞的一瞬间,你就回到未来,因为黑洞也是一种时间机器。

假设我们可以活着穿越黑洞,那么黑洞的另一头,会出现什么呢?早在1930年,爱因斯坦和他的同事罗森在求解引力方程的时候,得到了一个解,这个解后来被称为爱因斯坦-罗森桥,黑洞的另一头是白洞,而连接黑洞与白洞的隧道就是虫洞,也被称为时空洞

物理上认为,虫洞是连接黑洞和白洞之间的一根“管道”。这就好比在水池中制造两个漩涡,在特定的条件下,两个漩涡可以通过一个水下通道连接在一起的。如果往一个漩涡中滴入几滴色素,可以发现色素沿着这个管道到达另一个漩涡。但是,就像水中的漩涡,虫洞也是无处不在但又转瞬即逝的。

理论上,虫洞是连结两个遥远时空的空间隧道,虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来,并提供时间旅行的可能性。这些时空漩涡是由星体旋转和引力作用共同造成的。就像漩涡能够让局部水面跟水底离得更近一样,能够让两个相对距离很远的局部空间瞬间离得很近。

只可惜,虫洞只存在于理论中,迄今为止,科学家们还没有观察到虫洞存在的证据

视频©Mr Scientific /  翻译:魔力科学小实验

说到这里,不禁让我们想起老子在道德经中说的,宇宙万物,生生不息,循环往复。现在看来,古人的智慧让我们赞叹。随着理论的进一步发展,以及技术手段的不断提升,也许在不久的将来,这一切的谜团都会逐一解开,就好比黑洞一样,最终从理论走到了现实。

好了,今天的话题就聊到这吧,祝大家晚安~

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