人掉进黑洞会怎么样?黑洞越大人就死的越慢
趣历史 责任编辑:zhaofei 2017-07-17 18:22:45

  人掉进黑洞会怎么样,黑洞越大人就死的越慢。其实这是一个伪命题,因为没有人掉进黑洞之后还能出来。确切的说,掉进黑之后不能成为死,人在被黑洞吸住之后,会一直被引潮力拉向黑洞的中心,奇点。而这个过程在黑洞之中的人是可以切身感受到的,不过是以我们的时间。那么,掉进黑洞的人究竟会怎样呢?我们一起来看。

  实际上,对这个问题的回答并不简单,主要是取决于这是一个什么黑洞以及用谁的时钟计时。  

黑洞.jpg

  黑洞

  目前天文学家在宇宙中发现的黑洞主要有两种,一种是所谓的恒星级质量的黑洞,这种黑洞的质量从几倍太阳质量到几十倍太阳质量,另外一种是超大质量黑洞,质量是百万倍太阳质量到百亿倍太阳质量。

  计时的时钟可以是被吸到黑洞的这个人携带的时钟,也可以是在黑洞外面围观的吃瓜群众的时钟。

  被恒星级质量黑洞吸入会怎样?

  由于离我们最近的黑洞都是恒星级质量黑洞,那么我们就先让这个人被这样的黑洞吸过去。

  由于这种黑洞的体积特别小(比如10倍太阳质量的黑洞的视界的半径,也叫做史瓦西半径,大约是30公里),黑洞视界附近的潮汐力就特别大(潮汐力指的是距离黑洞视界不同距离处的引力的差),所以在他快到黑洞视界的时候,他已经被潮汐力拉成极细的面条了,他肯定不会再感受到后面的过程了。

  如果使用他自己携带的时钟计时,他将在很短的时间内以面条的形式穿过黑洞的视界,义无返顾地冲向黑洞中心奇点的位置。但是如果用外面吃瓜群众的时钟计时,标准广义相对论教科书告诉我们,吃瓜群众就会看到他被冻结在黑洞视界的外面,永远也进不去。

  但是我和我的学生刘元在2009年发表了一篇文章(见最后的论文链接和截屏),我们发现标准广义相对论教科书在这件事上是错误的(因为没有考虑下落者自己的引力效应)。在更正了这个错误之后,我们发现,由于下落者的引力的影响,在他下落过程中黑洞的视界是膨胀的,所以即使用吃瓜群众的时钟计时,他也会在很短的时间内进入膨胀的黑洞视界,但是永远也不会到达中心的奇点。 

  被超大质量黑洞吸入会怎样?

  但是如果他跑到了我们银河系的中心,那里有一个四百万倍太阳质量的超大质量黑洞,这样的黑洞的潮汐力对于一个人来讲可以忽略不计,所以他会安然无恙地进入黑洞(即使他的质量和黑洞的质量相比几乎可以忽略不计,但是他的质量仍然使得黑洞的视界在他下落过程中是膨胀的)。  

黑洞

  黑洞

  如果用他自己的时钟计时,他就会在比较短的时间内到达中心的奇点,最后粉身碎骨,壮烈牺牲。在牺牲之前,他如果回头就会看到随后跟着他掉入黑洞的人在以光速追他,向前看就会看到在他之前掉入黑洞的人以光速冲过来迎接他,但是在他们见面握手的一瞬间,他就到达了奇点和迎接他的人同归于尽了!

  但是如果用吃瓜群众的时钟计时,情况就很乐观了,他进入黑洞之后会停在一个中间的位置,永远不会到达中心的奇点。不过根据我们目前的知识,他就要在那里永远待下去了,除非发生什么奇迹(比如星际穿越电影里面的情形)把他救出来。因此,用他的时钟他进入黑洞很快就死了,但是用吃瓜群众的时钟,他还活着。两个时钟 结果迥异

  用两个时钟计时得到不同结果的原因在于,在广义相对论中,不同引力场中时钟是不同的。在进入黑洞视界之前,尽管两个时钟已经不同了(离黑洞近的时钟走的慢),但是用哪个时钟计时最后的经历都是一样的。

  可是一旦越过黑洞视界,用这两个时钟计时的经历就彻底分道扬镳了,即使吃瓜群众的时钟经过无穷长的时间,吃瓜群众也不会等到他携带的时钟在很短时间内发生的事情。这就是为什么使用他携带的时钟他在很短的时间就到了黑洞中心奇点,但是用吃瓜群众的时钟,经过无穷长的时间他也不会到黑洞中心奇点。

  因此,对于外部观测者来说,黑洞中心其实啥也没有,当然也没有奇点。由于我们都在所观察和研究的黑洞的外面,所以对于我们来说,宇宙中的黑洞中心并没有奇点。

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