黑洞只能用来穿越到未来,据我们所知,我们的宇宙无法实现穿越回过去。
根据爱因斯坦的广义相对论以及哈佛物理学家庞德和雷布卡通搜集的实验证据,人们发现,在引力场的存在下,外部观测者可以看到位于强引力场里的时钟走的更慢。除了在引力红移效应中,引力场外的观测者和在引力场内的时钟间没有相对运动,这与狭义相对论中著名的钟慢效应/时间膨胀效应相似。
这意味着假如你在强引力场中进行旅行,并且每秒向外发射光脉冲,那么在距该引力场足够远距离外的一个观测者会发现随着力场的不断增强,看到这些光脉冲的间隔会从秒到分钟再到小时不断增加。
黑洞是奇特的强引力场来源。当你时钟越来越接近所谓的黑洞视界的时候,一个远距离外的外部观测者会看到脉冲的间隔会无限增加,从秒到月甚至更长的时间。而且当光从黑洞附近逃逸的时候会损失掉越来越多的能量,光脉冲的频率也会不断地降低。
当你的朋友最终穿过黑洞视界进入黑洞的时候,最后一个可能使它进入无限的光子在无限红移中发射出去了,这意味着如果你原本要发射一个带着1亿亿电子伏能量的伽马射线,等到你朋友在遥远的地方接收到它的时候,它已经失去了大量的能量,变成一个能量只有0.00001电子伏的无线电光子了。
所以,如果你的朋友从你所在的位置耗时1000小时旅行去了黑洞,那么他在刚好进入黑洞前给你发的最后一个光子,会在距现在1000小时后到达你这里。但是你接收到他发送的最后这两个脉冲的间隔,并不是开始时设定的一秒钟的间隔。而是隔了一两分钟,或者更长时间。然而事实是,你正在穿越黑洞的朋友还是按照持续的每秒一次的频率在向外发射脉冲。
也就是说,你朋友每向黑洞内进入一秒,相对于你来说就是几分钟的时间。实质上也就意味着,你朋友的衰老速度远慢于你,而且正在以比你更快的速度进入到未来。如果他可以想办法在在即将进入黑洞表面前挣脱成功并逃逸重新和你汇合,你会发现他钟表上的时间比你的走的快得多。对你的朋友来说,可能仅仅是度过了2000个小时。然而对你来说,你的钟表可能已经走了10000小时或者很多个星期了,而这取决于你朋友逃逸前有多接近黑洞视界。
在质量接近太阳的小型黑洞附近,引力非常巨大。因此你朋友在距黑洞表面几百英里的地方就会被这股力量被撕碎成意大利面一样。然而对于几十亿倍太阳质量的超大质量黑洞来说,黑洞表面附近的潮汐引力非常小并且是可以生存的。这就意味着你可能会无意间发现自己穿越了这个单程障碍,但是当你试图逃离并发现不可能时,你会知道自己错了。
原则上来说,假设你在逃逸前到达距离视界几毫米的范围内,从远距离外的时钟上来看,你实际上已经穿越到几年或者一千年后的未来了。但是根据你自己的时间来看,可能仅仅过去了几小时或者几天。
参考资料1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. astronomycafe
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