如果把一个人用理论上非常结实的绳子把他拴着放到黑洞里面,过一会再把他拉出来会怎样?
一,如果把一个人用理论上非常结实的绳子把他拴着放到黑洞里面,过一会再把他拉出来会怎样?
如果把一个人用理论上非常结实的绳子把他拴着放到黑洞里面,过一会再把他拉出来会怎样?
这又是一个非常脑洞大开的问题。黑洞作为一种还没有被直接观测到的神秘星体,一直以来引起众多科学家和广大天文爱好者的浓厚兴趣,随着太空观测技术和研究水平的不断提升,黑洞的许多物理特性逐渐被人们所认知。而产生诸如用非常结实的绳子把人拴住再拉出来的这种想法,恐怕是对黑洞的基本物理特性没有基本的了解。
黑洞的形成虽然到目前为止,科学家们还没有真正地直接观测到黑洞,但是可以由黑洞产生的巨大引力引发的一系列现象,被间接地捕捉到。比如受黑洞引力影响产生的双星吸积现象、围绕黑洞运行并散发热量的吸积盘结构、黑洞吸进物质之后向外界散发大量的X射线等等。另外,一些在黑洞周围运行的活动星系,其中还会充斥着由星际物质组成的遮蔽环结构,在热成像上分析具有类似甜甜圈的形状,与吸积盘处于同一个平同。这些都是我们能够间接观测到黑洞存在的证据。
那么黑洞是如何形成的呢?黑洞说白了,就是大质量恒星在生命的终期,在引力塌缩作用下形成的,与恒星的演化过程密切相关。一个恒星在形成以后,依靠着内核聚变产生的向外辐射压与自身重力的相互平衡,决定着恒星的稳定状态,恒星的质量越大,其内核聚变的反应程度就会越剧烈,核聚变的原料物质消耗速度也越快,其寿命也就越短。
当质量比较大的恒星在生命末期的时候,由于内部物质消耗速度的加快,推动外层膨胀后的内聚力相应减弱,向外的辐射压力(也就是膨胀压力)仍大于向内的重力作用,恒星就会剧烈发生膨胀,同时温度逐渐降低,形成红超巨星。更大质量的恒星,在红超巨星的周期快要结束之时,向外的膨胀辐射压力逐渐减小,在内核引力的作用下将会发生塌缩,电子简并压如果不能支撑自身重量的引力作用时,组成恒星物质的原子核外电子将被压到原子核的内部,并且与质子结合形成中子,中子星就这样产生了。
而黑洞的前身,则是比形成中子星质量更大的原始恒星,在恒星末期塌缩过程中,即使被压进原子核内形成的中子,其互相之间的斥力也抵挡不住引力带来的巨大压力,于是塌缩就会限制地进行下去,中子也被压得粉碎,最终形成密度几乎无限大、体积几乎无限小的黑洞。
根据相关研究,恒星的质量是决定着其最终归宿的标尺。当恒星质量超过钱德拉塞卡极限(1.4个太阳质量),有可能演化为中子星;当质量超过奥本海默极限(3.2个太阳质量)时,有可能演化为黑洞。
黑洞的基本特性作为间接观测到的最常见的一种黑洞类型-史瓦西黑洞,其主要的特性包括:
1、引力非常巨大。黑洞地于外界物体来说,有一个可以称之为安全和不安全的界限,那就是史瓦西半径,其计算公式为R=2GM/C^2,其中G为引力常数、M为黑洞质量、C为光速,假如我们把太阳看成黑洞的话(实际上形成不了黑洞),其计算出的史瓦西半径也就3公里左右。当所有物质包括光在到达黑洞的史瓦西半径之处,其能量就会消失,所携带的所有信息也会归零。而在史瓦西半径之内到达核心处的奇点这段距离,将因巨大的引力造成无限曲率,所有物质都将压碎成目前无法想像的程度,而且一直被挤进奇点,连光都无法逃脱。
2、无法直接观测。黑洞本身不发光,而且也不会反射任何光线,因为到达的光不是被吸入,也会因引力作用下的时空弯曲发生偏折,因此不能直接被观测到,只能通过黑洞周围物体的相对运动来间接地捕捉。
3、黑洞辐射。黑洞对于星际物质的空间转换,不但具有吸收的作用,而且也会进行释放,只不过是以粒子流能量辐射的方式进行,这种辐射是被物理学家霍金所证实,因此也叫“霍金辐射”。质量越大的黑洞,其平均温度越低,辐射作用相对较弱,寿命也越长。
用无比坚硬的绳子拉住人放进黑洞还能拉回来吗?首先,从黑洞视界范围的运动规律看,在接近史瓦西半径处,黑洞外围物质发生着剧烈的湍流现象,这主要是由于落入物质所损失的角动量,要由远离中心角动量的增加而补偿,随着之前黑洞被吸入物质的越来越多,所有损失的角动量都被聚集在了吸积盘上,使得它的运动速度极快,可以达到光速的一半甚至接近光速。因此,人即使被绳子拉住,在接近黑洞视界时,就会因巨大的角动量变化将人体撕碎成微观粒子。
其次,从黑洞吸积盘的温度来看,在黑洞视界范围的外围区域,是呈现高温高压的状态下的,无论是绳子也好,人体也罢,在这种环境下,瞬间也会被烧成灰烬。
再次,即使被绳子拉住的人体,突破了黑洞的视界范围,那么到达黑洞视界内部的无限曲率空间之后,几乎无限大的引力和压力,也会在极短的时间内将进入的绳子和人体压碎为突破人类认知的微观粒子,然后全部汇聚到中心奇点之处。再坚硬的绳子、再抵抗能力强的物体,在黑洞内部一切都是白搭,别说拉回来了,里面什么东西都没了。
想像归想像,黑洞还有很多未知和神秘的特性需要我们深入地加以理解,不能简单地以地球人类的视角来理解黑洞的运行规律。当我们了解了更多的黑洞知识之后,或许会对深入掌握恒星周期演化乃至摸到整个宇宙发展和循环的规律钥匙,提供不少的帮助。
在这样的情况下,安全工作做的在好去了也是死路一条,有些人做事就是看不到下一步
如果这个世界上有这么结实的绳子,又怎么会有黑洞存在?
我这么说可能一点科学常识都没有的人还是听不懂。
这样说吧,这个理论上非常结实的绳子是怎样一个理论?有这样的理论吗?
黑洞是一个科学问题,要了解黑洞,就要有科学常识去了解,违背科学常识还怎么去了解呢?
黑洞是宇宙中最极端、最顶级的天体,通吃一切,黑洞里面已经没有我们人类可以认知的物质存在,你的绳子怎么拴住呢?
任何我们已知的物质,还没有接近黑洞前就全部化为灰烬了。说化为灰烬是非常非常保守了。当一个物体接近黑洞视界时,角动量已经达到极大,也就是吸积盘的转速达到光速一半甚至接近光速,任何物质在这样的速度和碰撞下,都已经成为最微小的粒子,甚至连原子也无法存在。
随便一个最细的灰烬都是若干亿个原子组成,所以我说灰烬已经很夸张了。
这时候怎么有绳子能够拴住的东西呢?即便用中子星物质做成的绳子也不复存在了。
什么叫视界?全称叫黑洞事件视界。就是在黑洞史瓦西半径外临界的一层膜,这只是个比喻,实际上就是史瓦西半径边缘能够被人类所看到的那个边界。
事件视界是能够被人眼或者射电望远镜观测到的界限,这个界限里面就是黑洞的史瓦西半径。
从视界临界点一直到黑洞中心那个没有体积的奇点,有一个球状引力场包裹,这个球就叫史瓦西半径。
这个范围有多大?是人类已知同等质量物质能够压缩到的最小体积,计算公式为:R=2GM/C²。
这里,R为史瓦西半径,G为引力常量(6.67x10^-11N·m²/kg²),M为天体质量,C为光速。
按照这个公式计算,如果我们地球成为一个黑洞,其史瓦西半径只有9毫米;太阳如果成为一个黑洞,史瓦西半径只有3公里。而现在我们地球的半径为6371公里,太阳半径为69.6万公里。
史瓦西半径范围就是黑洞无限曲率的范围。无限曲率是指时空弯曲已经达到无穷大,表现为引力无穷大。
什么无穷?就是不知道这个引力有多大,已知可以吞噬我们所知道的一切,连我们知道宇宙中速度最快的光,每秒约30万公里的速度也无法逃逸。
所以在史瓦西半径范围内,我们就什么也看不见。我们之所有能够观测到黑洞,完全是由于黑洞巨大的角动量和时空曲率导致的视界现象。
在黑洞视界外围,形成了物质极端高温高压导致的炽热可见光,和可以被射电、射线望远镜观测到的各种高能射线,这样我们才能够观测和了解黑洞。
一旦越过了这个视界,一切都化为乌有,就是没有了,连我们认知的最小原子、电子、夸克都没有了,无限曲率导致掉落视界之内的一切物质,都无限的龟缩到中心无限小的奇点上,化为超时空的东西。
人类是三维空间四维时空的生物,只能了解我们自己的世界。我们现在一切理论都是描述四维时空世界的理论,而黑洞里面已经是超时空事物了,因此我们的理论在黑洞里面就失效了。
失效的边界就是事件视界,界限外面可以观测和解释,过了这个界,我们既无法观测也无法理解。
我们只知道所有的黑洞都留在事件视界外面几个基本物理量,就是角动量、电荷、质量。所有的黑洞都一样,这就是所谓的黑洞无毛理论。
所以我们这个世界不存在能够进入黑洞的绳子,也不存在能够进入黑洞还保持某种性质的物质,进去就化为乌有,无法拉出来。
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黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的产物,并已被证实存在于宇宙中,近几十年来对于黑洞的研究,已经可以揭示黑洞最本质的特征。
1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,在他的理论中,引力并非是牛顿认为的那种物体间的吸引力,引力实则是物体弯曲周围时空的产物,他创造性地将时空与物质联系在一起,当一定质量的物质聚集在一起,那么该处的时空弯曲得就越厉害,一个超高质量的物体就会使得周围的时空极度扭曲,甚至会因此束缚住光的运动,使得光无法逃离该物体形成的引力势阱,于是,美国物理学家惠勒将其命名为“黑洞”。
一个人被一根理论上足够结实的绳子拴住并放在黑洞中,过一会儿再把他拉上来,他会怎么样?
首先我们需要了解黑洞的性质
黑洞根据其是否旋转是否带电可以分为:不旋转不带电的史瓦西黑洞、不旋转带电的R-N黑洞、旋转不带电的克尔黑洞、旋转带电的克尔-纽曼黑洞,不同的黑洞具有不同的性质,在宇宙中,史瓦西黑洞占多数,所以我们以普通的史瓦西黑洞来举例。
黑洞有一个视界,这个视界是区分黑洞内与黑洞外的边界,一旦有物质掉入黑洞视界内部,那么就甭想再回去,它会直接向奇点掉落,在掉落的过程中,物体已经被碾碎了。而且,越是质量偏小一些的黑洞,在视界周围的引力就会越恐怖,它会将物体拉成面条,而越是质量偏大一些的黑洞,它的视界周围可能就比较平常了,可以轻易的越过去。
就算是毫发无损的越过去了,等待的结果也还是被撕碎,所以依据题目来说,因为绳子是假设的非常结实,至于多结实,咱就不问了,那么拉回来的将只是一根绳子,那个人就永远地留在了黑洞中了。
有人问,掉入黑洞中可以看见未来,是这样吗?
由于黑洞是引力极大的天体,根据广义相对论,引力可以弯曲时空,引力越大的地方,时间流逝得就越慢,在黑洞里,引力大到无法想象,那么时间流逝得就极其缓慢。所以,如果那个人可以透过黑洞的窗口向外界看,那么他可以看到宇宙的终结时刻。
有人还会问,在外界看,那个人是否就永远凝固在了视界表面,不会看到他真正地掉入黑洞?
一般来说是这样的,由于时间变得极慢,他掉落的速度也变得极慢,你会看到他在很长的一段时间内都停留在黑洞视界表面,当然那只是他的影像罢了。还有一种说法是这样的,根据动态黑洞模型来看,黑洞并不是一成不变的,如果黑洞在“进食”,那么它的视界范围就会增加,说白了就是嘴张得更大了,所以正在变大的黑洞会主动地将那个人“吃掉”,所以在这种情况下,外界的人是可以看到那个人掉入黑洞中的。
首先谢谢邀请,我是亚梅吖
对这方面的知识我真的是不太懂了。????
希望大家指点
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