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当事物进入黑洞后,它将去向何方?答案很奇妙

2022-01-24 20:23 作者:天文在线  | 我要投稿

当有东西进入黑洞时,它会去哪里?

从通常的“橡胶板”类比,巨大的引力体扭曲时空结构中某个恒定时间的空间平面的方式,与重物往下压蹦床非常相似。

黑“洞”的质量密集至此,以至于它可以无限往下拉伸“蹦床”,在结构面“撕”出一个“洞”。拉伸在事件视界处趋于无穷,而物质则以某种方式存在于视界内,那个点从外部来看被称之为——“过去”。

(我的物理学教授曾经告诉我,“自然界中没有无穷”。如果是这样,那么计算机器的“ERR”并不是真实发生的。但这是迄今为止最好的理论了。)

进入黑洞的粒子永远也不会到达事件视界,因为它们的距离是无穷远的。以现实的尺度而言,向内到达视界的可测距离从数学角度来说是无穷远。黑洞的时空结构是无限扭曲的。即使是以光速向内坠落,时空结构也会被无限拉伸。即使想到达事件视界,就需要经过数学意义上无穷的距离,更别说是到达事件视界内部。假设你能以超光速(FTL:faster than light)曲速前进,你也仍然无法到达事件视界,更别提越过它了。

所以先回答一下这个问题,任何掉入黑洞的物体,都会保持着一直往下落的状态。空间是无限伸展的(通过超越我们所熟悉的3D的更高的超维度,“向下”或“向外”),通过无穷远的距离到达的仅仅只是事件视界,即永远保持无穷远的事件视界。

(从数学角度而言,物质本身被拉伸到“更远”,而后存在于“时空结构之外”。)

这是一个非常重要的问题,但大多数物理学家并不试图去回答它。对黑洞结构的认识可以帮助我们了解可以回答你问题的答案。

万有引力还伴随着时间膨胀的特性。这意味着,万有引力会影响大质量天体附近时间的流动。即使在地球上,这也很明显。靠近地表的地方时间流动速度比太空中要慢。所以,卫星上的时钟与地面的时钟在同步上存在许多问题。这也是最初所有的通讯卫星都失败的原因。后来,他们不得不为卫星上的时钟设计了补偿器,使他们能够与地面进行通信。

由于极端的引力,黑洞展示出时间膨胀的极端情况。(有许多概念需要在头脑中理清,并合在一起理解。)

光速是宇宙中最大的速度极限。因为光速是有限的,所以我们实际上正在经历着过去的宇宙。举个例子,太阳光需要8分钟才能到达地球。所以,我们看到的太阳并不是现在的太阳,而是8分钟前的太阳。所以,如果太阳突然消失了,要过8分钟之后,我们才能知道太阳不见了。同样,距离最近的恒星的光需要4年才能到达地球。所以我们看到的不是真实的恒星,而是四年前的它。进一步讲,我们实际上是在回溯时间。

现在,将这个想法固定在你脑海中。

引力影响着空间。它可以弯曲、拉伸和压缩空间。黑洞可以用它极端的引力来使空间弯曲到它的极限。当我们根据著名科学家的研究来观察黑洞的性质时,他们清楚表明,黑洞内部的环境是无法描述的,因为已知的物理定律都被打破了。你觉得这会发生在哪里?这与大爆炸的环境是相同的。

我们还需要看那些指向黑洞的科学研究。其中最重要的是爱因斯坦的场方程组。但它们也有一些特性。从场方程解得史瓦西度规,其完整几何体系包括一个黑洞、一个白洞和通过虫洞连接其视界的两个宇宙。史瓦西虫洞是爱因斯坦场方程的精确解,白洞是黑洞的对立面,黑洞通过万有引力将物质往里拉,而白洞则是将物质往外抛。根据史瓦西度规可得,所有落入黑洞的物质,经过虫洞后,被白洞抛出。

现在你的问题的回答是,“物质被吸入黑洞后,穿行过虫洞到达白洞,然后被抛出。”

但不要停在这里,我们需要检查这是否是正确的,我们是否有任何关于白洞存在的证据。

现在让我们总结我们掌握的观点:

我们看得越远,就越能回溯过去。

黑洞将空间压缩到极致。例如,黑洞以其巨大的引力将大空间压缩成小空间。

在黑洞中物理定律都被打破了。

大爆炸前,物理定律并不存在。

现在让我们纵观全局,尝试来理解整个事件是如何运作的。

从观点1和2可知,当物质落入黑洞时,由于极端的时间膨胀,它实际上被抛回了过去。即所有落入黑洞的物质只会到达大爆炸发生前的时间点。

这也解释了大爆炸物质(或能量)的来源。能量守恒定律表明:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失。不过这不能解释黑洞中的能量损失和大爆炸中产生的能量。但这两者是有联系的。存在于过去的数以百万计的黑洞,如今存在的黑洞以及未来将会存在的黑洞,都在为时间伊始的唯一的白洞(即我们所知的大爆炸)提供燃料。

BY: quora

FY: 簪花小甜豆

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