它是宇宙中最简单的天体,也是宇宙中最恐怖的天体。虽然人们对它的认知有限,却不妨碍人们对它的向往,因为它代表了无限的未来,它就是黑洞。
最简单最恐怖的宇宙怪兽
在1915年,爱因斯坦在广义相对论中提到一种宇宙怪兽,这个怪兽拥有巨大的吸引力,不论任何物质在进入这种怪兽的势力范围后,都无法逃离。
即便是被认定为最快速度的光,也逃不出怪兽的巨口。
爱因斯坦口中的宇宙怪兽,在上世纪六十年代被人们命名为黑洞。说它叫黑洞,但它并非是一个洞,而是一个球。
科学家认为,黑洞的形成大约有三种方式,第一种来自于宇宙大爆炸,第二种来自于宇宙早期的气体尘埃,第三种则源自大质量恒星的超新星爆发。
现如今想要出现新的黑洞,大多都是超新星爆发。当一个大质量恒星寿终正寝的时候,它的铁核心被中子化,质量极大体积极小,成为一颗中子星。
此时中子星上一指甲盖的质量,相当于一个喜马拉雅山。但由于压力过大,中子星也会进一塌缩,最终形成黑洞。
由于黑洞有强大的引力,连光都无法从中逃脱,因此人们只能通过间接的方式观察黑洞。
比如观测它对其他事物的影响,借由物体被吸入之前发出的“边缘消息”来观察黑洞。
再比如间接观测恒星或星际云气团绕行黑洞的轨迹,也可以用来观测黑洞的情况。
目前人们已经确定,黑洞是宇宙中最简单的天体,人们只需要用三个参数就能描绘出黑洞,它们分别是质量、角动量和电荷。
质量决定黑洞大小,角动量是所有旋转物体具备的物理量,电荷可以衡量物体带电多少。当然黑洞也可以不旋转,也可以不带电。
在这种情况下,黑洞就出现了四种情况。带电不旋转黑洞、带电旋转黑洞、不带电不旋转黑洞以及不带电旋转黑洞。那么如果我们“不小心”掉进黑洞,会发生怎样神奇而恐怖的事情呢?
黑洞的奇幻漂流
爱因斯坦说黑洞是宇宙中最恐怖的怪兽,那如果人们进入黑洞,会发生什么事情呢?人是会瞬间死亡,还是受尽折磨呢?
由于黑洞存在四种形式,因此进入这四种黑洞的遭遇也有不同。
不带电不旋转的黑洞叫史瓦西黑洞,由于其不带电也不旋转,因此这个黑洞只有一个质量参数。
当飞船靠近史瓦西黑洞,它或许会因为无限拉长而被扯碎,但如果这个史瓦西黑洞够长,它也可能侥幸生还。
如果飞船活着穿过视界面,里面的人或许完全无法发现任何异常,但电子仪器却能感觉到宇宙中的一切电磁波信号都在降低,直到消失。
当飞船穿过视界面后,会发生和看到什么呢?由于人类无法观察到,因此科学界只能对其展开想象。
一部分科学家认为,飞船穿过界面后会遇到一堵火墙,飞船被瞬间烧成灰飞。
另一部分科学家认为,飞船会继续朝着黑洞中心飞行,只不过这个飞行不可逆转。
而且飞船越靠近奇点,飞船受到的潮汐力越大,所以飞船早晚都会被扯碎成基本粒子,然后被奇点吞噬。
第二种是带电不旋转黑洞,这种黑洞被称为RN黑洞,这种黑洞有两个视界面。
当飞船穿过最外层视界面的时候,会进入一个“单向膜区”,这和区域的时间也指向黑洞的奇点,所以飞船也已经不可逆转。
只不过在飞到奇点之前,飞船会撞到第二层视界面,第二层视界面里面是正常时空,所以可以正常行驶。
但如果你想继续靠近奇点,却发现会有一股排斥的力量把你推开。
最初你可能感觉不到什么问题,但很快你就会发现,自己进入了一个无限循环的怪圈,再也无法走出来。
第一种黑洞直接毁灭,第二种黑洞进入时间循环,那么第三和第四种黑洞,又有什么神奇的事情发生呢?
黑洞连接多元宇宙
黑洞是一个恐怖而神秘的存在,你或许会被火墙烧成灰烬,或许被被拉向奇点扯成碎片,也可能留在黑洞进入无限循环。但还有另一种可能,那就是通向多元宇宙。
第三种旋转不带电的黑洞叫克尔黑洞,第四种带电旋转的黑洞叫克尔纽曼黑洞。
这两种黑洞比较相像,他们都是一个“扁球”,因为旋转的力量会让赤道膨胀。
而且他们的无限红移面与第一视界也是分离的,它的内部有一个沙漏状无限红移面。
红移面内部是正常宇宙空间,而两个视界面之间是一个单向膜区。
在这两个黑洞里,有一个神奇的部位,那就是位于无限红移面和外视界面之间的能量层。
这个能量层还没有越过黑洞的视界,因此还处于黑洞外部。
如果此时飞船进入了能量层,却突然想逃离黑洞,那就有一个方法,就是向外丢出一个零件。
当这个零件掉进黑洞的时候,就会有一股强大的力量把飞船踢出能量层,远离黑洞。
电影《星际穿越》中,飞船最后逃离黑洞,就是用了这一方法,只不过掉进黑洞的不是零件,而是男主。
为什么丢出一个男主,飞船就能逃离黑洞呢?这并不是作用力和反作用力的原理,毕竟丢出一个东西产生的反作用力几乎可以无视。
之所以出现这种情况,和彭罗斯的过程有关。我们平时投篮,扔出的篮球所拥有的的能量总是正的,但在能层里面,这个篮球的能量却是负的。
为了维持能量守恒原理,当一个物体分裂成两个,一个带负能量,另一个就必须增加正能量。
这就是为什么丢下一个男主,飞船就能飞出黑洞能层的原因了。不过如果没能及时丢出一个东西,飞船就会钻进黑洞,而在这两种黑洞中,有一个奇环。
人在奇环中是可以生存的,因此有科学家认为,奇环可能连接多元宇宙。
关于多元宇宙的概念,现在已经被很多科学家所接受,不过黑洞究竟是否与多元宇宙连接,谁也无法确定,只能由以后的人来解答了。