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是跳出时空 还是彻底消失(黑洞的另一面究竟有什么在等着我们)

时间:2023-07-18 06:48:01

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是跳出时空 还是彻底消失(黑洞的另一面究竟有什么在等着我们)

是否存在一种东西,它能从黑洞的一端进入,再从另一端穿出或者消失?这一现象能证明其他维度的存在吗?

图解:这幅画是一位艺术家画的天鹅座X-1黑洞。它是在一颗大恒星下沉时形成的。图中,这个黑洞从它旁边的蓝色恒星中吸取物质。

好吧,首先让我纠正你一个错误。虽然这并不怪你,都是科幻惹的祸。

科幻小说中所说的“交替维度”通常是交替的宇宙。并且,仅仅因为黑洞不是你进入其他宇宙空间的门,这也不能证明其他宇宙的存在。

图解:平行宇宙被视为是科幻小说,而不再是科学。这种基于平行宇宙的电荷是不可探测的,因此,它们不符合科学的条件。然而,与人们普遍认为的相反,欧洲核子研究组织(CERN)收集的数据可能能够探测到平行世界的存在。

维度是另一回事。长度、宽度、高度都是维度。它们组成了我们的三维空间。时间是影响我们的第四个维度。

有许多更高维度的物质存在,从4维到20维,这取决于它们的物理性质。我们不知道这种高维的物质有多少,但是,我们知道它们在哪里,因为,有质量的物体会弯曲周围的时空。

现在,开始进入黑洞吧…

黑洞是没有另一面的。

它吃进去的物质是不会消失的。在广义相对论中,物质是不会被摧毁的,而是转换成了能量。

这是对黑洞的艺术印象。稍后我将向您展示它的真实外观。

接下来是上解剖课的时间了。

图解:该图由艺术家描绘其印象中的黑洞,其中,一个快速旋转的超大质量黑洞被吸积盘包围。这个由旋转物质组成的薄圆盘是由一颗类似太阳的恒星残留物组成,它被黑洞的潮汐力撕裂。图中的标签介绍了黑洞的结构。

围绕黑洞旋转的云称为吸积盘。所有被黑洞引力捕捉的物体都缓慢地分解成气体,并向黑洞表面坠落。

视界(黑洞表面)的中心位置是一个黑色的球,但是,那不是黑洞。

为了理解什么是视界,可以将它看作一个小边栏。当有人说黑洞是如此地强大,以至于连光都能吞噬掉,但是,大部分人不知道其工作原理。

光穿过时空时,引力会告诉时空在哪里弯曲,弯曲多少。黑洞的引力如此之大,以至于它把周围的时空扭曲成一个完美的球体。落在里面的光会旋转,并且无路可逃。

刚刚经过附近的光是弯曲的,并且,我们也可以看到黑洞的后面,像这样。

在这里你可以看到吸积盘在运动。因为重力使时空弯曲,你在视界上方和下方看到的是吸积盘的背面。

有时候,当黑洞真的很大时,能量和物质会沿着视界的边缘掠过,当它“缓慢地”向黑洞的两极移动时,能量和物质几乎达到光速。

当这种情况发生时,黑洞会释放出巨大的能量(第一张图片中的蓝色旋风)。如下图所示,如果它碰巧击中了我们,或者任何其他倒霉的太阳系。窗帘。葬礼音乐…这些爆发的能量绝对是荒谬的。

现在,先不谈基础问题:

黑洞实际上是在视界球体中间的一个无限密集的小点。我们称之为奇点。当一颗足够大的恒星死亡时,它会在自身重力作用下崩塌,而奇点就是最终的结果。

奇点在它自身形成的一个点上永远不会停止。尽管,一些理论认为它实际上是可以测量的,其直径约为1普朗克长度(1.61622837×10-35米)

这个小家伙就是通过它不可思议的引力创造出视界的。每一件碰巧落下的东西都会连接到那一点,崩塌成无穷大。在我们目前的模型下,你到达那个点的时间比宇宙活着的时间要长。这才是真正的无穷大。

这就是我们的黑洞模型。随着我们对它们的了解越来越多,它可能也很可能会改变。

我特别着迷于裸奇点的可能性,但这是另一天的话题。

答:黑洞是人类已知的最奇怪的现象之一。据我们所知,这是一次单程旅行。这都是由于黑洞的巨大引力。

根据广义相对论,我们知道时空是由于引力而发生弯曲的。这意味着穿越时空的路径看起来也是弯曲的。所以当我们在望远镜里看到这样的东西时:

…实际上,我们看到光在物体周围弯曲的时空中传播,就像这样:

其实这和透过酒杯脚看星图没什么两样。

黑洞有很大的引力,所以它们会使时空弯曲很多。事实上,你可以看到黑洞后面,在洞的另一边,你在洞上面看到的是吸积盘的顶部;相反,在洞的下面,你可以看到同一个吸积盘的底面。

巨大的暗斑实际上不是洞本身,甚至不是视界,而是黑洞的影子,更确切地说是光子球。黑洞半径上的轨道速度就是光速,在那里,光子可以停留在黑洞周围的轨道上。那就是光子球,或者说阴影。

图解:黑洞喷流产生于视界之外,而不是黑洞本身。当黑洞把物质拉向它时,物质就会失去能量。这种能量有助于为喷气式飞机提供动力。

任何从外部穿过光子球体的光子除了在黑洞内部没有其他路径。不过,从光子球内部发出的光子有可能伸出。至于其他粒子,比如像你一样的粒子,对不起,你也注定了没有其他路径可走。

但我们还没说完。还有另一个边界,视界,它对时空的弯曲程度甚至更大,事实上,从黑洞内部到外部没有类似光的路径。

我的意思是什么?如果假设时空只是空间的两个维度,而空间的一个维度是向上的,你会得到这样的结果:

我们这样做,是因为我们生活在一个三维的宇宙中,很难表示甚至想象出四维时空,所以我们把三维空间“压缩”到一个二维平面上(在这种情况下,将二维空间+1维时间投影到二维平板液晶显示器上)。

图解:过去和未来的光锥模型。

过去的光锥是所有的时空,光可以从过去到达你,例如遥远的恒星。在过去的光锥之外的任何光都没有时间到达我们这里。未来的光锥是所有来自你的光可以到达的时空。光锥之外的任何物体都看不见我们,因为我们的光还没有到达它们。

重力的作用是使光锥倾斜,就像这样:

这个圆柱就是视界(圆柱中间的线是黑洞的奇点)。在事件视界之外,未来的光锥倾斜得太厉害,以至于它们不能再从重力源向外走。这里没有出路!地心引力使时空扭曲得如此之大,以至于只有这样才能通向中间。

那对你来说意味着什么?好吧,还记得没有什么比光速快的了吗?你也一样。所以,所有这些边界都是运动最快的物体的最大有效半径。如果你走得比光慢——这是因为你有质量——那些未来的光锥会更窄,更容易在通往奇点的单程旅途中倾斜。所以对你来说,“无路可走”区域的开始时间比光早得多。

所以这并不是说重力比光速快,而是时空被重力过度弯曲,没有出路。也就是说你消失了。

除了你消失了,量子力学的一个核心假设是信息——就像你的量子态——不能消失。这导致了斯蒂芬·霍金和伦纳德·苏斯金德之间的一场著名的博弈,在这场博弈中,霍金输了。

相反,苏斯金德建议从外部角度看,你永远不会真正到达视界。时空被视界扭曲,这意味着时间也被扭曲并拖到无穷远。所以从我们的角度来看,你不会掉进洞里。相反,你下降得越来越慢,并产生红移现象,所以你看起来越来越红,直到你的形象消失在微波和无线电波中。如果我们能看到那些更长的波长,你就会被困在视界上。你们的信息不会离开宇宙,但会永远像全息图一样被印在视界的二维表面上。

所以从实际出发,一旦你掉进黑洞,你就走了。要么你在里面没有出路,要么你被困在表面,这取决于你的观点。

问:这能证明存在其他维度吗?

答:不能。

但我们也不会反驳它。有许多假设可以支持多元宇宙,而黑洞只是其中之一。但它们仍然是假设的,因为我们无法测试它们。

图解:多元宇宙(或元宇宙)是无限或有限的可能宇宙(包括我们一直经历的历史宇宙)的假设集合,它们共同构成了存在和可能存在的一切:空间、时间、物质和能量的整体,以及描述它们的物理定律和常数。多元宇宙中的各种宇宙有时被称为平行宇宙。多重宇宙被设想在弦理论或M理论的多维延伸中。在宇宙学、物理学、天文学、宗教、哲学、超个人心理学和小说中,特别是在科幻小说和幻想小说中,都假设了多个宇宙。在这些背景下,平行宇宙也被称为“替代宇宙”、“量子宇宙”、“互穿维度”、“平行维度”、“平行世界”、“替代现实”、“替代时间线”和“维度平面”。

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网友评论
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显示评论内容(2)
  1. In patients with aut2023-11-28 03:13In patients with aut[国外网友]43.241.113.126
    我真的很好奇黑洞的另一面究竟隐藏着什么,难道是通往另一个宇宙的门吗?
    顶6踩0
  2. 家宝2023-09-22 17:00家宝[甘肃省网友]116.193.180.68
    跳出时空还是彻底消失,黑洞真是一个神秘而诱人的存在。
    顶0踩0
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