黑洞真的是吞噬了物体吗?
简介:先看看二维情况,设想一个柔软的平面(膜),有很多小珠子在上面滚来滚去,小珠子越重,平面被向下压的幅度就
先看看二维情况,设想一个柔软的平面(膜),有很多小珠子在上面滚来滚去,小珠子越重,平面被向下压的幅度就越大,周围的质量不如它的物体就越容易向它滚动过来。
“假设这些质量比较小的珠子本身有一个方向的均速运动(真空没有阻力),它们会围着大质量的物体作圆周(椭圆)运动,这个运动形式由引力造成。”
在没有引力的情况下,惯性会使这个珠子一直做匀速直线运动。引力改变了珠子的速度大小和方向,从而使珠子围着大质量物体做圆周运动。在极端情况下,如果珠子与物体的连线方向正好与珠子速度方向垂直,且引力刚好与在此距离此速率下保持匀速圆周运动所需的向心力相等,珠子才会做匀速圆周运动。
他们的组成系统产生了星系。
引力其实是这个平面(也就是空间)的扭曲程度的一种描述,它本身并不是一种力。
那么假设有一个质量超大的物体(一个体积巨大的坍缩的星体),因为密度无限大,因此造成的引力集中于一点,超过了这个柔软平面的支撑力,把它无限向下压并且穿透了它(是不是真的穿透了没有人知道,因为没人到达过那里也不可观测,所以我只是假设),变成了一个破洞,这就是所谓的奇点。它的体积无限小,所以质量超大的情况下对空间的撕扯力又无限大,就像一根针在我们的空间上扎了一个洞,开启了向更高的维度前进的通道。
这个洞造成了我们的空间所有靠近它的物质都不可避免的向它跌落,除非你速度足够大并且离开它足够远。由于光速有上限,所以我们可以很容易地算出来我们必须离它多远以什么角度运动才不会掉到这个洞里去。
这个洞开启的时间越久,掉进去的东西就越多,由于每一个掉进去的东西都无限接近奇点,所以他们的体积都变得无限小,密度都变得无限大,会不会对这个柔软的平面施加更大的撕扯力而使黑洞的体积变大呢?很有可能。就像你没事老扯裤子上的破洞,它是会变大的。
但既然跌落进去的物体都落到了另一个更高的维度去,那么我们在我们这个维度计算出来的黑洞质量和能量就不再是一个封闭系统的数值,那么质量和能量不守恒也成为必然。这个时候去计算密度或引力反正都是无穷大,是没有区别的,我们所有的物理学公式都废了。上面有一个回答说到盆子里破了个洞,里面的水都流走了,很形象。
由于我们的所有观察设备观测东西的形态,不论是光线还是电磁波,其返回速度都不可超越光速,而光速在我们的世界是有上限的,当有限速度的光线想从一个黑洞里射出来的时候,它做不到,因为所有的东西在落向奇点的时候,都是从有限体积向无限体积发生变化,所以这个过程中的空间被奇点无限地拉长了,以光线的速度,它就算能射出黑洞,也需要我们的这个空间的无限长的时间,所以我们在观测的时候什么都看不到。
所谓的视界,就是以观测设备能看到光线逃逸的黑洞最大范围的边界,当物体到达这一区域的时候,它开始不可避免的向奇点跌落,不再可能回头。由于它的跌落时间无限长,所以我们看到的其实是它在无限长的跌落过程中最开始的那个无限长的一段时间给我们发回来的影像(无限长的一部分也是无限长)。实际的情况,它要么因为空间扭曲幅度太大而被无限拉长变形,要么就以自己能运动的最大速度一头向着奇点飞过去了(具体是多少不可考,据说黑洞内的物体运动是可以超光速的,那么假设是无限速度,对于它本身而言,也许就是一瞬间它就到达了奇点)。
下面我们回到三维世界,二维世界的黑洞看起来是个黑洞,那么三维世界的黑洞其实是个黑球。为了让大家有直观的印象我把图像简化了。
黑洞或者其它星系离我们如此遥远,以至于我们能看到的东西,其实可能是亿万年以前已经在发生的东西。当光速有上限的情况下,时间这个维度不取决于我们能观测到的东西的情况。
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