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黑洞能讓我們穿越時空,回到過去嗎?

2020-08-08  科學船塢

最近又在家重溫了一遍星際穿越,片中庫珀前往黑洞附近的行星尋找米勒留下的數據,但遇到了超大海嘯,耽擱了幾個小時,外界也過去了十幾年,焦急的庫珀擔心他的家人,因為他離開的時候,兒女都還小,這一下十幾年過去了,庫珀無法接受,于是詢問身旁的小布蘭德,是否可以通過黑洞回到過去,小布蘭德否決了他的想法,她說時間可以被拉長或壓縮,但無法回到過去。

走進黑洞

1916年,愛因斯坦發表廣義相對論,這個廣義相對論是自牛頓之后最為耀眼的物理學成就,沒有之一。該理論預言了黑洞,但直到1969年,才被物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為黑洞。眾所周知,黑洞就像是宇宙中的深淵大口,可以吞噬一切試圖接近它的物質,包括光線,所以人類無法直接觀測到黑洞,但可以通過黑洞對它周圍施加的引力作用而尋到它的蛛絲馬跡。

黑洞具有角動量、電荷這些物理性質,因而可以根據這些性質將黑洞劃分為幾個種類,即:

不旋轉不帶電荷的一般黑洞,史瓦西黑洞,我們常常討論的黑洞就是這種,它是由超大質量的恒星經歷超新星爆發而來的,不過史瓦西黑洞的形成過程過于理想化,宇宙中的恒星都是有角動量的,在超新星爆發的過程中,多多少少會殘留一些角動量,所以宇宙中的黑洞一般是旋轉的。

不旋轉帶電荷的黑洞被稱為R-N黑洞,而旋轉不帶電荷的黑洞被稱為克爾黑洞,星際穿越中的那個巨大的黑洞就是克爾黑洞,可以看到它在高速旋轉。

旋轉且帶電荷的黑洞被稱為克爾-紐曼黑洞。

探測黑洞

通過引力波可以探測到黑洞的存在,2015年9月14日,科學家首次探測到引力波,3月后科學家又探測到了一次,2017年1月4日,2017年8月14日分別又探測到了引力波,科學家認為這四次引力波的成因是黑洞碰撞合并造成的,由于兩個高速繞轉的黑洞在碰撞之后會損失質量,這部分損失的質量就轉化為了能量,以引力波的形式向外界廣播,科學家只需要收到這些信號,就可以窺探黑洞的奧秘。

當然還有其它方法,這里不做介紹了。下面說說穿越黑洞會有什么神奇的現象?

通常大質量的黑洞,其視界周圍很溫和,引力變化較為平緩,可以安全通過,在星際穿越中,庫珀就安全地越過了黑洞的視界,因為星際穿越中的黑洞就是一個非比尋常的大質量黑洞。越過黑洞視界之后,如果你回頭看,那將是令人很不安的景象。

外面的星光逐漸的縮小為一個點,顏色從紅色變為白色再變為藍色,最后消失,此時的感覺就像真正的與世隔絕了。如果此時后悔,后悔也沒有用了,因為無論如何也出不去了,接下來迎接的將是無窮無盡的黑暗,其終點就是黑洞的奇點,別無出路了。

想通過黑洞回到過去那是不可能的,即便在星際穿越中,庫珀也沒能回到過去,即便他有五維文明的幫助,他也只是回到了現實空間中,他的年齡已經是120多歲了,但面貌仍然像剛離開時的樣子,這是因為黑洞的巨大引力所帶來的相對論效應,在引力強的地方時間流逝的慢,時間是相對的,可以被拉伸可以被壓縮,但不可以回到過去。

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