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物理学家称,人类有一种方法可以“安全”进入黑洞

  • 2021-02-03
  • Scien

为了解开其中的谜团,一个人应该冒险进入一个。

然而,有一个相当复杂的问题:只有当相应的超大质量且孤立,如果进入黑洞的人不希望将发现报告给整个宇宙中的任何人。

我们是两个都 物理学家他们研究黑洞,尽管是在非常安全的距离。黑洞是宇宙中最丰富的天体物理物体之一。

这些有趣的物体似乎是宇宙的演化,从直到今天。他们可能有一个对我们银河系中人类生命形成的影响。

一个人落入黑洞并被拉伸。 (里奥·罗德里格斯/珊珊·罗德里格斯/CC BY-ND)

两种类型的黑洞

宇宙中散布着一个不同类型黑洞的巨大动物园。

它们的大小不同,并且带电,就像原子中的电子或质子一样。有些黑洞实际上在旋转。有两种类型的黑洞与我们的讨论相关。

第一个不旋转,是电中性的——也就是说,不带正电或负电——并且具有太阳的质量。第二种是超大质量黑洞,其质量是太阳的数百万甚至数十亿倍。

除了这两种类型黑洞之间的质量差异之外,它们的区别还在于它们的中心到“事件视界”的距离——一种称为径向距离的度量。

掉入超大质量黑洞的人很可能会幸存。 (利奥和珊珊·罗德里格斯/CC BY-ND)

黑洞的事件视界是不归路。任何经过这一点的物体都将被黑洞吞噬,并从我们已知的宇宙中永远消失。

在事件视界,黑洞的引力非常强大,任何机械力都无法克服或抵消它。光线均匀宇宙中移动最快的物体无法逃脱——因此有了“黑洞”这个词。

事件视界的径向大小取决于相应黑洞的质量,并且是一个人落入黑洞后能否幸存的关键。对于质量相当于太阳(一个太阳质量)的黑洞,事件视界的半径将略低于 2 英里(3.2 公里)。

一个人正在接近太阳大小的黑洞的事件视界。 (利奥和珊珊·罗德里格斯/CC BY-ND)

相比之下,银河系中心的超大质量黑洞的质量约为 400 万太阳质量,事件视界半径为 730 万英里或 17 个太阳半径。

因此,与落入超大质量黑洞相反,落入恒星大小黑洞的人在通过事件视界之前会离黑洞中心非常近。

这意味着,由于黑洞中心的距离很近,黑洞对人的头部和脚趾的拉力将相差 1 万亿倍,具体取决于哪个导致自由落体。

换句话说,如果这个人先用脚下落,当他们接近恒星质量黑洞的事件视界时,他们脚上的引力将比黑洞对他们头部的拉力大得多。

这个人会经历意大利面条化,并且很可能无法在被拉伸成又长又细的面条状形状时幸存下来。

现在,一个落入超大质量黑洞的人会到达距离中心引力源更远的事件视界,这意味着头部和脚趾之间的引力差异几乎为零。

因此,人将不受影响地穿过事件视界,不会被拉伸成又长又细的面条,生存并无痛地漂浮通过黑洞视界。

其他考虑因素

我们在宇宙中观察到的大多数黑洞都被非常热的物质盘包围,这些物质主要由气体和尘埃或其他物体(例如恒星和行星)组成,它们距离地平线太近并落入黑洞。

这些盘称为吸积盘,非常热且湍急。它们肯定不友善,并且会让进入黑洞变得极其危险。

为了安全地进入黑洞,你需要找到一个完全孤立的超大质量黑洞,并且不以周围的物质、气体甚至恒星为食。

现在,如果一个人发现了一个适合科学研究的孤立的超大质量黑洞并决定冒险进入,那么在黑洞内部观察到或测量到的一切都将被限制在黑洞的事件视界内。

请记住,没有任何东西可以逃脱事件视界之外的引力,坠落的人将无法将有关他们的发现的任何信息发送回视界之外。他们的旅程和发现将永远被整个宇宙的其他部分所遗忘。但只要他们活下来,他们就会享受这次冒险……也许……。

利奥·罗德里格斯,物理学助理教授,格林内尔学院和珊珊·罗德里格斯,物理学助理教授,格林内尔学院。

本文转载自对话根据知识共享许可。阅读原创文章。

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