天文在线|如果你掉进黑洞会发生什么?来看看科学家怎么说
假设我拥有一个合适的宇宙飞船和一种自我毁灭的冲动 ， 我决定去进入黑洞 ， 去一个不带电的、不旋转的黑洞（史瓦西黑洞） 。 在我掉进这个或是其他类型的黑洞里之前 ， 我将无法看到事件视界内的任何东西 。 但是 ， 当我到达那里时 ， 它看起来并不是一个很特别的地方 ， 只是我会看到周围天空因光线的弯曲而出现奇怪的扭曲 。 但一旦我失败 ， 我就注定完蛋了 。 没有引力能帮到我 ， 因为引力不能阻止注定会发生的事 ， 我最终不得不撞上奇点 。 在我到达奇点之前 ， 由于时空的弯曲 ， 会有巨大的潮汐力将我和我的飞船挤压到某个方向 ， 并在另一个方向拉伸 ， 直到我看起来像一根意大利面 。 在奇点处 ， 现在所有的物理学对将要发生的事都是没有用的 ， 但我不在乎 ， 我肯定会死的 。
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对于一些太阳质量的普通黑洞来说 ， 在视界之外有很大的潮汐力 ， 所以我甚至可能无法活着进入黑洞 。 例如 ， 对于一个8个太阳质量的黑洞 ， 潮汐致命的r值大约为400公里 ， 而史瓦西黑洞的半径仅为24公里 。 但潮汐应力与M/r3成正比 。 因此致命的r是质量的立方根 ， 而黑洞的史瓦西半径与质量成正比 。 所以对于大于1000个太阳质量的黑洞 ， 我可能会活下来 ， 而对于更大的黑洞 ， 我甚至可能在穿越地平线并进入黑洞之前都不会注意到潮汐力 。
你会不会永远困在黑洞里？黑洞会不会永远存在？这没有任何有用的意义 。 在我到达事件视界之前 ， 甚至在我到达奇点之前 ， 用史瓦西公式在我的时间线上的度量计算的“本征时间”是有限的 。 坍塌的恒星也是如此：如果我以某种方式站在恒星表面等它坍缩成为黑洞 ， 我将在有限的时间内经历恒星的消亡 。
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可能会被潮汐力撕裂的宇航员来源:163
当我掉进黑洞时 ， 在我的时间线上 ， 当我穿过事件视界时 ， 史瓦西坐标t变成无穷大 。 不过 ， 这并不符合任何人的本征时间 ， 它只是一个称为t的坐标 。 事实上 ， 在事件视界内 ， t实际上是一个空间方向 ， 而未来则对应于r的减小 。 它只是在黑洞外 ， 甚至没有指向时间增加的方向 。 这并不意味着我要花很长的时间来适应 ， 因为本征的时间是有限的 。
在很长的距离内 ， t确实接近某个人相对于黑洞处于静止状态的本征时间 。 但是没有任何非任意的意义 ， 在较小的r值下 ， 你可以称t为“一个遥远的观察者的本征时间” ， 因为在广义相对论中 ， 没有坐标独立的方式来表示两个遥远的事件“同时”发生 。 任何观察者的适当时间只是局部定义的 。
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一种更具物理意义的说法是 ， 通过观察出现的光线的路径 ， 事物会永远陷入其中 。 在相对论中 ， 视界被称为“类光表面” ， 光线可以留在那里 。 对于一个理想的史瓦西黑洞（我在这一段中正在考虑）来说 ， 地平线是永远存在的 ， 因此光线可以在那里停留而不逃逸 。 （如果您想知道这与光必须以恒定速度c传播这一事实是如何相协调的 ， 那么 ， 地平线正在以c传播！GR的相对速度也仅在局部明确定义 ， 并且如果您在活动中您一定会落入地平线；它以光速射向您 。 ）直接从地平线外向外射出的光束直到t的后期值才逃逸到很远的地方 。 对于距离黑洞很远且与黑洞大致处于静止状态的人来说 ， 坐标t确实与适当的时间很好地对应 。
所以 ， 如果你从安全的距离观察 ， 试图目睹我掉进洞里 ， 你会看到随着光线延迟的增加 ， 我摔倒得越来越慢 。 你永远也看不到我真正到达事件视界 。 我的手表 ， 对你来说 ， 会越来越慢 ， 但永远也达不到我掉进黑洞时看到的时间 。 请注意 ， 这实际上是由光线路径引起的光学效应 。
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