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被黑洞吸走的东西去哪了?

发布时间:2020-11-18 14:55:25来源: 中国资源新闻网
  

  在宇宙中,黑洞是最可怕的存在,宇宙中最高速的光线都无法逃离漩涡,那么被吞噬的物质去了哪里,总不会凭空消失?

  事实上,这些物质确实凭空消失了,它们经历了从“事物”到“非事物”的过程,最终集中在黑洞的中心——奇点。

  光线不能从黑洞里逃出,所以视界里一片黑暗,一无所知。在诺兰科幻大片《星际穿越》中,宇宙内部究竟是自成一体的边界,还是宇宙跳跃的入口,或是无视时间的高纬空间,都是毫无根据的空想。

  人类的理论早已“预言”,但黑洞还没有被拍摄下来。根据人类对宇宙万物客观规律的认识,我们还可以推测一些内在的东西。黑洞的性质主要来源于两点,即物质的性质。

  黑洞特征:引力超大,光可以绕圈运行,这样说并不准确。事实上,光是“自愿性的”,并非吸引,因为引力并非“力”,而是由质量引起的时空效应。

  苹果落地的广义相对论。

  重力(牛顿式)最早的说法是,物体和物体互相吸引,这与质量和距离有关,因此地球可以将苹果拖到地面上。

  现在版本的重力(广义相对论),重力不是力,而是时间和空间的扭曲,质量越大,曲率越小。而且黑洞的质量非常大,体积非常小。

  这是一个正确的顺序:在时空中有质量的物体,它使时空扭曲。另外一种物体没有任何作用力,均匀地作直线运动,进入扭曲时空,继续沿着时空中最短的路径前进。

  时间和空间是平直的,两点之间最短直线。同时,在曲率不为零的时间和空间中,物体也会自动地走最短的路线,这条路线称为测地线,它可以被理解为扭曲时空中的直线。

  (测地线是三维物体表面两点之间的最短路径)

  从上海到纽约,飞机或轮船让我们觉得自己走的是直线,事实上地球是圆的。通常船、飞机走的都是测地线(最短路径),即在地球上,经过上海、纽约两点,用地心作圆心,寻找最短距离。

  在扭曲的空气中,物体(不受任何力)沿一条“直线”运动,在外界看来,物体似乎被吸引了。Apple在地球弯曲的时空里匀速直线运动,外界认为是自由落地运动。

  Apple落地的过程,在时间和空间上都是有加速度的(g),但是在广义相对论中,时间和空间是一体的,它被称为时空,在四维时空中(黎曼几何),Apple的速度实际上是一个常矢量(即匀速直线运动)。

  为什么物质会进入黑洞

  所以重力实际上是物质跑进黑洞的结果,而不是物质为什么跑进黑洞,原因是黑洞的质量,这一点很重要。光照以及所有物质,只是在黑洞造成的极其扭曲的时空里,自发地走出了最短路径,而所有路径的终点都指向奇点。

  这里有许多疑问,如果真是这样,是否意味着我们可以安全地进入黑洞,而不被撕裂或拉扯,从而走向奇点?事实上,黑洞远比这“残酷”得多,所以黑洞内部的曲率是你无法想象的。你有没有经历过开车180km/h急转弯?在地下车库里,这种情况持续不断,每一层的圈圈都在变小,黑洞也变得更加夸张。

  进黑洞会发生什么?

  更小的黑洞,人进去后每一次进入后,头岛脚的时空曲率差异都很大,人会体验到瞬间的“散架”。在那些刚刚进入单位空间的较大黑洞里,时空曲率的差别相对较小,只是会将你拉长,随着你的深入,曲率的差别会逐渐增大,结果也是如此。

  许多人肯定也会有疑问,既然物体没有任何作用力,那么“散”的原因是什么呢?就因为时空不断的“急转弯”吗?其实规模问题,高速公路上只要弯道够长,即使掉下个头,也是一条环形立交桥。但是你没有办法在6号车道上直接调头,因为没有足够的转弯距离,有惯性限制车辆,同样的物质世界也有组成物体所需要的“惯性”。

  人的身体是由原子、分子组成的,又是由电子、原子核组成的,原子核由夸克、胶子等基本粒子组成,这些粒子都是零维的,通过有序的相互作用,形成原子核、原子的三维结构,这些结构是宇宙运行的“四力”。

  在基本粒子中,光子和电子在很远的范围内起着电磁力的作用。强和弱的作用仅限于原子内部。在我们的日常生活中,电磁力是所有各种力的总称(重力以外),例如,我敲你一下,磁铁互相吸引,使你的身体细胞与细胞“结合”。电磁的作用距离很远,所以能够在大黑洞中保持“面条”的形状,而不会直接破碎成原子。

  如果曲率的不同足以影响到强弱力的尺度,如夸克与胶子不能发生的有序运动(即使是基本粒子也会发生旋转),原子和原子核的结构就会分崩离析。光线在黑洞中被扭曲,胶子也是没有静质量的粒子,和光速一样快,而其它有静质量的粒子的速度更慢。也就是说,所有维持三维结构的基本粒子都不能有序地运动,也就是不能维持它们。

  在黑洞里没有“东西”

  物质进入黑洞的最终结果是散架成的零维粒子,流入黑洞的中心,最终聚集成原来在奇点中的零维粒子。也许他们聚集在一个点上,也许他们聚集在一个一维环形结构中,并不停地旋转,但他们绝对不是三维结构,也就是说他们不再是物质。

(责编: 金子)

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