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探测器到了黑洞会发生什么?

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online_member 发表于 2019-12-2 20:49:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
我们有没有往黑洞里发送过探测器?

想象一下,在欧洲的某个地方,一群原始人类刚刚发明了世界上第一只木筏。他们想:木筏可以用来过河,而且脚不会被河水弄湿,真是个伟大的成就。

但当他们回家以后,他们部落的一个成员问:你们派船去探索美洲了吗?
探测器到了黑洞会发生什么?95 / 作者:誓约之剑 / 帖子ID:55123,217012

值得一提的是,在技术上,从原始木筏到派遣船只去探索美洲的难度,要比我们利用当今的科技发展水平往黑洞里发射探测器的难度简单得多。

我们目前航行的最远的空间探测器——旅行者1号,离太阳的距离是日地距离的140倍,航行了超过40年的时间。
探测器到了黑洞会发生什么?52 / 作者:誓约之剑 / 帖子ID:55123,217012

旅行者1号 图源:哔哩哔哩

离太阳最近的黑洞候选星的距离大约是旅行者1号当前距离的130万倍。旅行者1号需要花超过5000万年到达那里。(事实上要花更久的时间。由于太阳引力的作用,旅行者一号仍然在减速,它还没有离我们太远。)
探测器到了黑洞会发生什么?95 / 作者:誓约之剑 / 帖子ID:55123,217012

图解:大麦哲伦云面前的黑洞(中心)的模拟视图。请注意引力透镜效应,从而产生两个放大,以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部,扭曲成一个弧形。

当探测器到达黑洞后,它会怎么样?假设有一个以黑洞为目的地的探测器。当它接近黑洞的时候,潮汐力会变强,强到轻易地把它撕成碎片。以一个恒星大小的小黑洞为例,在探测器到达它的事件视界之前就会被撕裂。
探测器到了黑洞会发生什么?47 / 作者:誓约之剑 / 帖子ID:55123,217012

事件视界望远镜 图源:百度
探测器到了黑洞会发生什么?76 / 作者:誓约之剑 / 帖子ID:55123,217012

引力波示意图 图源:sina

但假设探测器到达了黑洞的事件视界,又会发生什么事情?首先要明白一件事情,从我们在黑洞外的角度看来,黑洞的事件视界永远是在未来的。所以当探测器真正到达黑洞的那一刻对于我们来说其实是遥远的未来。(这是黑洞的极限相对论)如果探测器要返航或者发送信号回来给我们,就不得不控制好时间。这无论对于探测器要及时地返航或者及时地发送信号回来都是必须的。以我们当今最顶尖的理论基础,这些都是不可能的。
探测器到了黑洞会发生什么?92 / 作者:誓约之剑 / 帖子ID:55123,217012

图解 :在600千米的距离上观看十倍太阳质量的黑洞(模拟图),背景为银河系

所以现在你知道为什么了,我们做出木筏的祖先去探索美洲大陆要比我们往黑洞发送探测器要容易得多。别说黑洞了,黑洞的边界都够不着。唯一我们有而我们祖先没有的,只是让太空旅行看起来简单易行,让宇宙看起来十分迷你的科幻电影和电视剧。但宇宙并不小。太空非常,非常得大。大到人类的任何经验都无法比拟。
探测器到了黑洞会发生什么?31 / 作者:誓约之剑 / 帖子ID:55123,217012

黑洞示意图 图源:163

黑洞是时空强烈引力聚集的地方。引力太强以至于没有任何粒子可以逃出,甚至是像光一样的电磁波也一样。广义相对论推测,得到充分聚集压缩的大质量天体(密度极大)可以扭曲时空形成黑洞。

相关知识延伸阅读

黑洞是根据广义相对论所推论、在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体(并非是一般认知的“洞”概念)。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽后发生引力坍缩而形成。
探测器到了黑洞会发生什么?81 / 作者:誓约之剑 / 帖子ID:55123,217012

图解:位于M87中心的超大质量黑洞,推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上第一张直接对黑洞观测的天文影像,由事件视界望远镜所拍摄,发表于2019年4月10日。

黑洞的质量是如此之大,它产生的引力场是如此之强,以致于大量可测物质和辐射都无法逃逸,就连传播速度极快的光子也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体,故名黑洞。在黑洞的周围,是一个无法侦测的事件视界,标志着无法返回的临界点,而在黑洞中心有一个密度趋近于无限的奇点。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. 贱贱

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原文地址:今日头条
online_member 发表于 2019-12-2 20:50:49 | 显示全部楼层
爱因斯坦说进了虫洞可以穿越
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