穿越一个黑洞,你会去哪里?

穿越一个黑洞,你会去哪里?

首页休闲益智黑洞吞噬大暴走中文版更新时间:2024-06-14

如果你穿越一个黑洞,你会去哪里?

我相信这是许多人希望解开的一个宇宙之谜,黑洞的出口到底通向何方?是永恒?亦或是终结?但是正如专家所说,没人能回答这个答案,或许所有科学家唯一能给出的统一答案:“谁知道呢?”这看似敷衍实则无奈的答案确实是目前最合理的了。但是关于黑洞出口,我们并不仅仅于此。

成为黑洞的一部分

来自英国皇家学会(Royal Society)杜伦大学计算宇宙学研究所的研究员理查德·梅西教授表示:“从视界上掉下去实际上就是越过了边界,一旦有人掉下去,就再也没有人能把信息传回来了。它们会被巨大的重力撕成碎片,所以我怀疑任何人掉下去都不会有任何结果。”

这听起来像一个令人失望和痛苦的答案,但这是意料之中的。自从阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论被认为是通过时空与引力的作用来预测黑洞以来,人们就知道黑洞是由一颗大质量恒星的死亡所产生的,它留下了一个小而致密的残余核心。假设这个核心的质量大约是太阳的三倍以上,重力会挤压它,以至于它会落在自己身上,成为一个单一的点,或奇点,被认为是黑洞的无限致密的核心。

由此产生的致密黑洞将具有如此强大的引力,甚至连光都无法避开它。因此,如果你发现自己处于视界,就像德国天文学家卡尔•史瓦西(Karl Schwarzschild)所提出的那样,光和物质只能向内通过的视界,你就无法逃脱。根据梅西的说法,潮汐力会把你的身体缩成原子链,也被称为“意大利面化”),物体最终会在奇点处被压碎。你可以在某处跳出来的想法似乎完全是幻想。

虫洞呢?

那么虫洞呢?多年来,科学家们一直在研究黑洞成为其他星系的虫洞的可能性。正如一些人所说,它们甚至可能是通往另一个宇宙的道路。

这样的想法已经流传了一段时间:1935年,爱因斯坦与内森·罗森(Nathan Rosen)合作建立了连接时空中两个不同点的桥梁理论。但在20世纪80年代,物理学家基普·索恩(Kip Thorne)提出了一个关于物体是否能以物理方式穿过它们的讨论,为这个理论开辟了一些新的领域。索恩是研究爱因斯坦广义相对论天体物理学含义的世界顶尖专家之一。

梅西说:“当我还是个孩子的时候,阅读基普·索恩(Kip Thorne)那本关于虫洞的畅销书,首先让我对物理学产生了兴趣。”但虫洞似乎并不存在。

事实上,索恩在他的《星际科学》一书中写道:“我们的宇宙中没有任何物体会随着年龄的增长而变成虫洞。”因此穿越这些理论隧道的旅程很可能仍是科幻小说,而且肯定没有确凿的证据表明黑洞可以允许这样的通道。但是如果虫洞存在,它们也许可能会导致另一个宇宙的存在。但是,没有证据表明虫洞是真实存在的,也没有证据表明黑洞也会像虫洞一样活动。

黑洞强大引力是我们无法近距离亲眼看到证据的原因。为什么,我们甚至不能拍摄黑洞内发生的任何事情,因为如果光不能逃离黑洞的巨大引力,那么照相机就什么也拍不到。根据目前的情况,理论表明,任何超出视界的东西都被简单地添加到黑洞中,而且,由于时间在接近这一边界的地方发生扭曲,这一过程似乎会极其缓慢地发生,因此答案不会很快出现。简单来说,在黑洞附近的人,他的时间极其缓慢,一个遥远的观察者不会看到他们的宇航员朋友掉进黑洞。当他接近视界时,由于引力红移的作用,在外人看来,它们只会变得更红、更暗。但他的朋友本人就相当于到了一个“永远”之外的地方。

黑洞的另一边是白洞?

当然,如果黑洞确实指向星系或宇宙的另一部分,那么在另一边就需要有与之相反的东西。这可能是一个白洞吗?这是1964年俄罗斯宇宙学家诺维科夫提出的理论。诺维科夫提出,黑洞与过去存在的白洞相连。与黑洞不同,白色的黑洞允许光和物质离开,但光和物质不能进入。

科学家们一直在探索黑洞和白洞之间的潜在联系。物理学家卡洛·罗维里(Carlo Rovelli)和哈尔·m·哈格德(Hal M. Haggard)在2014年发表的一项研究中声称,“在有限的时空区域之外,存在一个经典的度量标准,满足爱因斯坦方程。在有限的时空区域内,物质坍缩成黑洞,然后从一个短暂的黑洞中出来。”换句话说,所有被黑洞吞噬的物质都有可能被喷出,当黑洞死亡时,它们可能变成白色的洞。

科学家认为黑洞的坍塌非但不会破坏它所吸收的信息,反而会停止。相反,它会经历量子反弹,让信息逃逸。如果是这样的话,它将为剑桥大学前宇宙学家、理论物理学家斯蒂芬·霍金的一项提议提供一些线索。霍金在上世纪70年代探索了黑洞释放粒子和辐射(热能)的可能性,这是量子涨落的结果。

霍金亲口承认错误

霍金曾说黑洞不会永远存在。黑洞霍金辐射的计算会导致黑洞失去能量,缩小和消失,这意味着霍金的想法与量子理论相悖,量子理论认为信息不能被摧毁。物理学认为,信息变得越来越难找到,因为一旦丢失,就不可能知道过去或未来。霍金的想法导致了“黑洞信息悖论”,长期以来一直困扰着科学家。有些人说霍金完全错了,而事实是霍金本人甚至在2004年都柏林的一次科学会议上也亲口宣称他犯了一个错误。

黑洞没有出口?

然而,物理学家Ahmed Almheiri、Donald Marolf、Joseph Polchinski和James Sully仍然相信霍金的理论是有道理的。他们研究的理论后来被称为AMPS防火墙,或者黑洞防火墙假说。根据他们的计算,量子力学可以有效地将视界变成巨大的火墙,任何与之接触的物体都会在瞬间燃烧蒸发。从这个意义上说,黑洞没有出路,因为没有任何东西能“真正”进入黑洞。

然而,这违反了爱因斯坦的广义相对论。跨越事件视界的人实际上不应该感到任何巨大的压力,因为一个物体将处于自由落体状态,根据等效原理,这个物体(或人)不会感受到重力的极端影响。它可以遵循宇宙中其他地方存在的物理定律,但即使它不违背爱因斯坦的原理,它也会破坏量子场论,或者表明信息可能会丢失。

黑洞的不确定性

2014年,霍金发表了一项研究,在该研究中,他避开了视界的存在。他说,引力坍缩会产生一个“明显的视界”。

这个视界将会使试图离开黑洞核心的光线悬浮起来,并会持续“一段时间”。视界暂时保留了物质和能量,之后才会溶解和释放它们。这种解释最符合量子理论,因为量子理论认为信息是不能被摧毁的,而且,如果它被证实,它表明任何东西都可以从黑洞中逃逸。

后来霍金甚至说黑洞可能根本不存在,他认为黑洞应该被重新定义为引力场的亚稳态束缚态,这里不会有奇点,虽然视场会因为重力而向内移动,但它永远不会到达中心,并被合并成一个致密的物体。然而,任何东西都不会以信息的形式被吞噬,因为信息被吞噬的时候已经彻底分解*。

当然,科学家关于黑洞的猜测还有很多。有一件事是肯定的,在未来很长一段时间内,这个特殊的谜团将占据更多的科学研究时间。你认为呢?

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