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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( 二 )


对于垂死的恒星本身也是如此 。 如果你试图目睹黑洞的形成 ， 你会看到恒星的坍缩越来越慢 ， 从来没有精确到史瓦西半径 。
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人类拍摄的第一章黑洞照片来源:zcool
现在 ， 这导致了黑洞的早期图像是一种奇怪的悬浮动画物体 ， 一个“冻结的恒星” ， 有固定的下落的碎片,思想实验的宇航悬员在它上面,以永远减慢的下落 。 然而 ， 这并不是你所看到的 。 原因是 ， 当物体接近视界时 ， 它们也会变暗 。 它们发出的光会发生红移和变暗 ， 如果你认为光实际上是由离散的光子组成的 ， 那么最后一个光子的逃逸时间实际上是有限的 ， 而且不是很大 。 因此 ， 当它们靠近时 ， 包括垂死的恒星在内的物质会消失 ， 因此“黑洞”这个名字是合理的 。
以之前提到的8个太阳质量黑洞为例 。 如果从你看到距离视界半个史瓦西半径的物体的那一刻开始计时 ， 从那时起 ， 光线将以约0.2毫秒的本征时间呈指数方式变暗 ， 而最后一个光子的时间大约是百分之一秒 。 时间的比例与黑洞的质量成正比 。 如果我跳进一个黑洞 ， 我不会在很长时间内保持可见 。
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而且 ， 如果我跳进去不会撞到“冰冻恒星”的表面 ， 它会在时空中的另一个点穿过视界 。
（有人指出 ， 我真正进入事件视界的时间要比简单的计算要早一点 。 原因是我在黑洞中的加入增加了它的质量 ， 因此在有限的史瓦西坐标系下 ， 将视界移到我周围 。 这实际上并没有改变外部观察者是否看到我通过的情况 ， 因为事件视界仍然是像光一样的；在事件视界或其内部发出的光永远不会逃逸到外面 ， 而在事件视界之外发出的光到达观察者需要很长的时间 ， 比如 ， 从观察者看到我在黑洞外经过半个史瓦西半径时开始计时 。 ）
所有这些并不意味着黑洞也不能用于时间性技巧 ， 就像“孪生悖论”在这个常见问题中提到的其他地方 。 假设我没有掉进黑洞 ， 而是停下来 ， 在视界外以恒定的r值等待 ， 燃烧大量的火箭燃料 ， 以某种方式让我可以承受住巨大的压力 。 如果我回到家 ， 我会比你老 。 在这种情况下 ， 广义相对论可以说明我们两个人在适当时间的不同 ， 因为我们的年龄可以在旅程的开始和结束时进行局部比较 。
你能看到宇宙末日吗？
如果一个外部观察者看到我在坠落时逐渐减速 ， 那么我可能会看到宇宙在逐渐加速 ， 当我穿过地平线时 ， 我会看到宇宙在壮观的闪光中结束 ， 这似乎是合理的 。 但事实并非如此 。 一个外部观察者看到的东西取决于我所发出光会做什么 。 然而 ， 我所看到的 ， 取决于光在到达我面前的作用 。 我不可能从遥远的未来事件中得到光明 。 在任意遥远的未来发生的遥远的事情永远不会在我的“过去的光锥”上结束 ， 那是在给定时间到达我的光线构成的表面 。
至少 ， 这是一个不带电、不旋转的黑洞的故事 。 对于带电或旋转的黑洞 ， 情况就不同了 。
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虫洞示意图来源:163
霍金辐射怎么办？在你到达那里之前黑洞不会蒸发吗？
（首先 ， 需要给你一个提醒：关于蒸发黑洞的真正理论并不多 。 以下大部分是从Wald的GR文本中的信息推断出来的 ， 但是真正发生的事情 ， 特别是当黑洞变得非常小的时候 ， 还不清楚 。 因此 ， 对下面的内容要有所保留 。 ）
简言之：不会的 。 这需要一些详细说明 。
从热力学的观点 ， 史蒂芬·霍金认识到黑洞应该有一个非零的温度 ， 因此应该发射黑体辐射 。 他最终找到了一个量子力学机制 。 可以说 ， 黑洞应该非常非常缓慢地通过辐射损失质量 ， 这种损失随着黑洞变小而加速 ， 最终在辐射爆发中完全蒸发 。 对于外部观察者 ， 这是在有限的时间内发生的 。


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