當(dāng)你接近黑洞時,你可能會注意到的第一件事是潮汐力。 潮汐力是物體近側(cè)和遠側(cè)之間的重力差異,而且它們并不只存在于黑洞。 例如,月球?qū)τ诘厍虻某毕鸪毕ㄒ惨虼硕妹?對于任何合理大小的黑洞(小于數(shù)千倍的太陽),你身體不同部位之間的潮汐力將大于身體保持完整的能力,因此你將被上下拉開。 出于更模糊的原因,你也會從側(cè)面被碾碎。 這兩種效應(yīng)結(jié)合起來稱為“意大利面化”(spagettification)。假設(shè)你以某種方式挺過了這一效應(yīng),或者你正陷入一個超大質(zhì)量的黑洞(而這個黑洞會比一個較小的黑洞更溫和),那么你可以期待一些奇怪的時間效應(yīng)。
幾十年來,人們一直認為“速度越慢,時間走得越慢”。例如,由于GPS衛(wèi)星的高度,它們每天必須額外處理45微秒(它們穿越時間的速度更快)。另外一種考慮到重力的方法是時間方向向下的“彎曲”。這樣,任何在時間上向前移動的東西也會自然地向下移動。在黑洞的視界(外邊界),時間實際上是垂直向下的。因此,逃離黑洞并不比回到過去困難多少。一旦你在所有的方向里,你就位于指向中心的奇點(因為無論你朝哪個方向移動都將朝向未來)。
我們沒有經(jīng)歷過以不同的速度移動的時間,或者與位置有關(guān)的時間。因此當(dāng)我們開始討論混亂的時空時,從一個以上的角度來看問題是很有用的。
從黑洞外部的角度來看(與黑洞較遠的位置):當(dāng)有人掉進去時,隨著時間的推移,他們的移動速度會越來越慢。他們會看起來更紅、更冷、更暗。當(dāng)他們接近事件視界時,他們的運動會在時間中停止,因為他們完全從視野中消失。從科學(xué)角度來講,你永遠不會真的看到有人掉進黑洞,你只會看到他們離得很近。
從黑洞內(nèi)部的角度來看(掉進黑洞):首先,將會被撕裂和粉碎。離黑洞越遠的物體時間中的移速越快,所以從你的角度看,宇宙的其他部分會加速。結(jié)果是宇宙的其他部分變得更藍、更熱、更亮。入射光的藍移會把它變成伽馬射線。所以,就在你穿過事件視界之前,你會被一個宇宙一生的星光和微波背景輻射變成核污染。視界本身只是從外部的角度來看是特殊的。如果你掉下去,你應(yīng)該會直接穿過它。然而,當(dāng)你穿過視界的那一刻所能看到的一切取決于我們還不知道的事情。
如果黑洞可以持續(xù)到宇宙結(jié)束(假設(shè)宇宙結(jié)束),那么你將看到整個宇宙的歷史(藍色)。然后你會發(fā)現(xiàn)自己與奇點面對面。在這一點上,根據(jù)數(shù)學(xué),你已經(jīng)不存在了。然而,這個世界是狡猾的,我們總能找到一種方法,使數(shù)學(xué)預(yù)測的奇點不存在。所以,為了安全起見,我要說“沒人知道接下來會發(fā)生什么”。
如果黑洞蒸發(fā)了,那么(幾乎)所有到達視界的物質(zhì)都將被撕裂并重新被吸收為霍金輻射。如果你想活下來,你會發(fā)現(xiàn)自己離視界越近越好(因為不確定性原理),你會在視界縮小的時候躍出。一瞬間你會突然發(fā)現(xiàn)自己正漂浮在一個驚人的爆炸旁邊,成為黑洞蒸發(fā)的最后幸存者。
原文標題:What happens when you fall into a blackhole?
原文作者:The Physicist
原文鏈接:https://www.askamathematician.com/2010/01/q-what-happens-when-you-fall-into-a-blackhole/