如果在黑洞外系根不会断的绳子能否把落入黑洞的物体拉出来

发布时间：2023-08-03 13:04:30 所属栏目：动态来源：未知

导读： 　　自认知了黑洞这一异乎寻常的天体起，人类的思想一直在努力战胜黑洞的吸引力，因为我们都知道黑洞的吸引力是非常强的，即使是光没有质量和非常高的速度没有逃脱。所以从心理上挑战黑洞的

　　自认知了黑洞这一异乎寻常的天体起，人类的思想一直在努力战胜黑洞的吸引力，因为我们都知道黑洞的吸引力是非常强的，即使是光没有质量和非常高的速度没有逃脱。所以从心理上挑战黑洞的引力也很有趣。例如以下假设：

　　我们有可能爬出黑洞吗？不是通过逃逸速度，而是通过假电梯。就像从地球乘坐太空电梯一样，我们可以在不达到地球逃逸速度的情况下逃离地球的引力场；或者，就在黑洞的视件视界之外，有一艘巨大的宇宙飞船可以提供足够的动力，一根非常结实的绳子可以把人从黑洞里拉出来？

　　今天就来说说，这个看似完美的workaround是否可行！

　　先说说黑洞是怎么来的

　　黑洞不仅是一个极其致密、巨大的奇点，而且它周围的空间也非常扭曲，任何落入其中的东西都无法逃脱。

　　虽然这就是我们通常认为的黑洞，但黑洞更准确地说是物体周围的空间区域，任何形式的物质或能量，甚至光本身都无法从中逃脱。

　　事实上，它并不像我们想象的那么复杂：如果我们将太阳原样压缩到一个半径只有几公里的空间中，我们最终会得到一个黑洞。虽然我们的太阳没有经历这种危险的转变，但宇宙中的某些恒星最终会以这种方式产生黑洞。

　　宇宙中有许多年轻的大质量恒星。比如上图中超星系团的核心，就有20颗、40颗，甚至100颗最蓝、最热、最亮的天体。有些恒星的质量甚至是太阳的260倍。这些恒星的核心也是所有恒星中燃烧最快的核燃料，与太阳的数十亿年相比，它们的寿命只有大约1到200万年。

　　当它们的核心耗尽核燃料时，其核心的原子核引力如此之大，以至于如果没有核聚变的辐射压力来支撑恒星本身，它的核心就会内爆。

　　在某些情况下，原子核和电子融合在一起形成大量中子，所有中子都在引力作用下结合在一起形成所谓的中子星。如果核心质量大于太阳质量的3倍，中子星的密度和质量就会非常大，进一步坍缩形成黑洞。

　　恒星形成的黑洞质量一般都很小，从太阳质量的几倍到几百倍不等。然而，黑洞可以通过合并、吞噬物质和能量并沉入星系中心而变得更大。在银河系的中心，有一个质量约为太阳400万倍的天体。在它的周围，我们可以看到星星围绕着这个不发光的天体旋转。其他星系的黑洞更大，比银河系的黑洞大上千倍，理论上没有上限。

　　黑洞的一些简单性质

　　关于黑洞，迄今为止有两个我们尚未得以讨论的星系的重要属性将毫不迟疑地引导我们找到许多今天尚无定论的问题的答案。

　　首先是黑洞的质量越大，空间会发生什么变化？

　　黑洞的定义是，空间中的任何东西都无法逃脱它的引力，无论物体加速的速度有多快，也无论物体是否以光速运动。一个物体可以逃脱和一个物体不能逃脱的边界就是我们所说的事件视界，每个黑洞都有一个这样的事件视界。

　　在质量最大的黑洞周围的实件视界，空间曲率要小得多，而在质量最小的黑洞周围，空间曲率最差（也是最大）！如果你“站在”黑洞的事件视界上，双脚在事件视界的边缘，头部距离奇点1.7米，就会有一种力拉伸你的身体，并产生强大的潮汐引力，我们称之为称为“意大利面化”。如果这个黑洞在我们银河系的中心，拉伸你的力只有地球引力的0.1%，如果地球本身变成一个黑洞，你站在上面，拉伸你的力就会是地球引力的10^20倍！

　　掌握了以上知识，我们来验证一下，是否可以用特别硬的绳子把物体从黑洞里拉出来？

　　如果大黑洞的潮汐力在事件视界边缘很小，或者绳子不能被电磁力拉断，那么就在事件视界外挂一个物体，让它短暂地穿过事件视界，然后拉动它安全返回。

　　是否可以？为了理解这一点，让我们回到中子星形成黑洞的交界处，在那个质量阈值处发生了什么。

　　想像一个密度极高的中子球，但表面上的光子仍然可以逃逸到太空中，而不是螺旋进入中子星。现在，让我们在它的表面放另一个种子。这个种子就是压碎中子星的稻草。突然，中子球自身无法抵抗引力，进一步坍塌。现在让我们看看当黑洞形成时会发生什么？

　　现在想象一个由夸克和胶子组成的中子。我们知道，中子中的胶子从一个夸克移动到另一个夸克，以换取将夸克束缚在一起形成中子的强大核力。

　　现在，随着中子星坍缩成黑洞，其中一个夸克将比另一个更靠近黑洞中心的奇点，而另一个则离得更远。为了发生力交换，为了稳定中子，胶子必须在某个点从较近的夸克移动到较远的夸克。但即使以光速（胶子是无质量的），也无法传递强大的力量！因为所有零测地线，或者以光速运动的物体的路径，都会进入黑洞中心的奇点。也就是说，胶子的路径不再是强随机传输，而只能落向奇点。此外，胶子离黑洞奇点的距离永远不会超过它被发射时的距离。只要进入黑洞视界，所有的力量都无法正常传输。

　　这就是为什么黑洞事件视界内的中子必须坍缩成为中心奇点的一部分。

　　现在，让我们回到跨越黑洞事件视界的绳索。每当任何粒子越过事件视界时，就不可能逃出事件视界。而光子和胶子就是需要与事件视界外的粒子进行力交换的粒子。只要进入视界，就会陷入黑洞奇点，无法传递任何超出视界的力量！

　　没有电磁力，没有强大的核力，一切都会坍塌，因为这是原子不稳定的存在；如果我们也假设绳子不会断，这更有可能意味着这些粒子冲向奇点的作用会将整艘飞船全部拉入黑洞。当然，即使黑洞的潮汐力很小，也不会解体任何物质，但所有有质量、有能量、有速度的粒子，一旦越过事件视界，就会不传递任何力地向奇点移动。

　　因此，一旦越过事件视界，仍然无法逃出黑洞。这就是为什么我们不能直接观察黑洞的原因。因为它们是一个奇点，所以我们无法看到它们。

（编辑：东莞站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!