黑洞的模擬圖像

北京時(shí)間11月20日消息，你踏上了探索宇宙深處的漫長(zhǎng)旅行，在太陽(yáng)系外的深空中，你已經(jīng)跨越了數(shù)萬(wàn)光年的距離。你勇敢深入浩瀚的星際空間，見(jiàn)證了宇宙中一些最美麗，也最驚人的事件，從新恒星系的誕生，到大質(zhì)量恒星的災(zāi)難性死亡。現(xiàn)在，你將迎來(lái)自己的絕唱，成為一個(gè)偉大事件的一部分：你要潛入一個(gè)巨大的黑洞之中，看看在神秘的事件視界的另一邊，到底是什么樣的景象。勇敢的探險(xiǎn)家，你會(huì)在里面發(fā)現(xiàn)什么呢?

接近宇宙怪物

首先，我們需要澄清一些概念。黑洞其實(shí)有很多種，有的大，有的小;有的帶電荷，有的不帶電荷;有的在快速旋轉(zhuǎn)，還有的靜止不動(dòng)。在這個(gè)特別的故事中，為了描述的方便，我們將這場(chǎng)冒險(xiǎn)設(shè)定在最簡(jiǎn)單的可能場(chǎng)景：一個(gè)既沒(méi)有電荷，也沒(méi)有自旋的大型黑洞。當(dāng)然，這顯然是不現(xiàn)實(shí)的，但仍然可以是一個(gè)有趣的故事，其中包括了許多很酷的物理學(xué)原理。我們可以把更現(xiàn)實(shí)的旅行留到下一次(假設(shè)我們能在這次假設(shè)的黑洞之旅中幸存下來(lái)的話……當(dāng)然，這是不可能的)。

在相隔很遠(yuǎn)時(shí)，這個(gè)大型黑洞出奇地溫和。畢竟，這只是一個(gè)巨大的物體，就像其他任何龐然大物一樣。引力是引力，質(zhì)量是質(zhì)量，黑洞的引力來(lái)自于巨大的質(zhì)量。這就像太陽(yáng)，它對(duì)你的引力和你對(duì)它的引力是一樣的。相比之下，黑洞所缺少的只是美妙的陽(yáng)光、熱量和輻射。因此，如果你想在一個(gè)安全的距離上繞著黑洞旋轉(zhuǎn)的話，肯定可以做到。

不過(guò)，既然你選擇進(jìn)入更靠近黑洞的軌道，為什么還要繞著它轉(zhuǎn)呢?

黑洞本身是一個(gè)奇點(diǎn)，一個(gè)密度無(wú)窮大的點(diǎn)。但是，你看不到奇點(diǎn)本身，因?yàn)樗皇录暯缢\罩。我們通常認(rèn)為事件視界就是黑洞的“表面”，要想走得更遠(yuǎn)，你必須先刺破這層“面紗”。

超越事件視界

事件視界不是一個(gè)真實(shí)的物理邊界，它既不是膜，也不是某種表面。事件視界的簡(jiǎn)單定義就是一段到奇點(diǎn)的特定距離，如果落到這個(gè)距離以內(nèi)，你就無(wú)法逃脫。當(dāng)然，這也沒(méi)什么大不了的。

在這段特定的距離中，引力是如此之大，以至于任何東西，甚至光本身，都無(wú)法逃脫黑洞的魔爪。如果你落到事件視界內(nèi)，又突然覺(jué)得自己受夠了黑洞探索任務(wù)，那就為時(shí)已晚了。無(wú)論你多么努力地發(fā)動(dòng)推進(jìn)器，都無(wú)法使自己遠(yuǎn)離奇點(diǎn)。你已經(jīng)被困住了，任何努力注定都是徒勞的。

當(dāng)然，你的劫數(shù)并不會(huì)立刻到來(lái)。在不可避免的死亡之前，你還有一些時(shí)間來(lái)享受這段經(jīng)歷——如果能稱得上“享受”的話。到達(dá)奇點(diǎn)的時(shí)間取決于黑洞的質(zhì)量。對(duì)于一個(gè)小黑洞(質(zhì)量只有太陽(yáng)質(zhì)量的幾倍)而言，可能甚至都不到一眨眼的時(shí)間;而如果是一個(gè)巨大的，至少比太陽(yáng)大一百萬(wàn)倍的黑洞，你就還有幾次心跳的時(shí)間，來(lái)感受這個(gè)宇宙中的神秘角落。

你必須達(dá)到奇點(diǎn)，別無(wú)選擇。在事件視界內(nèi)，沒(méi)有什么是靜止的。你被迫一直運(yùn)動(dòng)，而奇點(diǎn)存在于你所有可能的未來(lái)中。

在黑洞的事件視界之外，你可以向空間中的任意方向移動(dòng)。向上?向左?兩者兼而有之?或者都不是?一切都由你決定。但是，無(wú)論你去往哪里，你都必須一直向著未來(lái)行進(jìn)，無(wú)法逃脫。

然而，到了事件視界之內(nèi)，這種常識(shí)就被打破了。此時(shí)，奇點(diǎn)就存在于你的未來(lái)，你只能夠一直向奇點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。向左、向上、轉(zhuǎn)身，這些都不重要，因?yàn)槠纥c(diǎn)總在你前方。然后，你會(huì)在有限的時(shí)間內(nèi)到達(dá)奇點(diǎn)。

與無(wú)限的會(huì)合

當(dāng)落向奇點(diǎn)時(shí)，你并不會(huì)被籠罩在黑暗中。來(lái)自周圍宇宙的光會(huì)與你一起墜落，并在你之后繼續(xù)墜落。由于極端的引力，光會(huì)遷移到更高的頻率，而且由于時(shí)間膨脹，外部宇宙似乎加速了。

古怪的事情還不止于此。由于黑洞的所有質(zhì)量都集中在一個(gè)無(wú)限小的點(diǎn)上，所以引力的差別非常極端。從頭到腳，你的身體會(huì)被極度拉伸，這個(gè)過(guò)程被稱為“意大利面化”。此外，你的軀干中部會(huì)被擠壓。這種擠壓也會(huì)作用在你周圍的光束上，使入射的光線集中到你腰部的明亮帶。

你眼中的奇點(diǎn)也會(huì)變得怪誕和扭曲。它漆黑一片——你看不到它，因?yàn)樗嬖谟谀愕奈磥?lái)，就像你的肉眼無(wú)法看到未來(lái)一樣。只有到達(dá)奇點(diǎn)，你才能知道它是什么樣子。然而，奇點(diǎn)并不會(huì)呈現(xiàn)為一個(gè)小點(diǎn)，巨大的引力差異會(huì)使奇點(diǎn)延伸，并吞噬你大部分的視野。

當(dāng)你接近奇點(diǎn)時(shí)，你可能會(huì)像降落在一個(gè)巨大的、沒(méi)有特征的、空無(wú)一物的黑色星球表面。當(dāng)奇點(diǎn)完全從一個(gè)視界延伸到另一個(gè)視界時(shí)，你就成功到達(dá)了奇點(diǎn)。

你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么?我們不知道。如果你能告訴我們就好了，但就像前面所說(shuō)的，沒(méi)有什么能逃脫黑洞，包括已經(jīng)進(jìn)入黑洞的你。

關(guān)鍵詞： 黑洞 穿越 視界