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落入黑洞會看到未來?

人們總是說當(dāng)你被吸進(jìn)黑洞,你能看到未來或過去,這是真是假,為什么?

這取決于你對于“看到未來”如何定義。當(dāng)你掉進(jìn)黑洞時(shí),你確實(shí)會看到外面的世界時(shí)間流逝的更快。每個人的手表看起來都會跑的比你的快,如果有人按下向前鈕,手表看起來會一直移動。

這是廣義相對論的一個推論,解釋了一個巨大的物體的重力會導(dǎo)致它旁邊的物體時(shí)間變慢。當(dāng)你掉進(jìn)黑洞起,你的時(shí)間就變慢了,在你看來,每一個離你足夠遠(yuǎn)的人的時(shí)間流逝都會更快。這不僅僅只適用于黑洞,事實(shí)上,這種效應(yīng)至少發(fā)生在任何大物件旁的微小事物。但是,由于黑洞的重力過強(qiáng),這種效應(yīng)會被極度放大而容易觀察到。

當(dāng)你靠近黑洞的事件視界(任何事物都無法逃脫的臨界點(diǎn)),真正奇怪的事情開始發(fā)生。一個足夠遠(yuǎn)的外界觀察者看著你掉進(jìn)黑洞,會看到你的時(shí)間變得緩慢到接近完全停止!對于觀察者而言,你會逐漸變慢,當(dāng)靠近事件視界時(shí)就定格了,然后消失在黑暗中。就像他們的時(shí)間流逝的比你的時(shí)間快多了。

所以,在你看來,外界的人的時(shí)間接近極快速得流逝。但是,這并不意味著你可以看到整個宇宙的未來在你眼前發(fā)展。問題在于你不能停在事件視界。當(dāng)你到達(dá)事件視界,定義上,你會被快速拉向黑洞的中心。這一切發(fā)生時(shí),你會被撕碎,死于黑洞的潮汐能(假設(shè)這還未發(fā)生),此外,你會撞到黑洞中心的奇點(diǎn)(密度無限大,體積無限小的點(diǎn)),在你之前,還沒人真正知道那里的物質(zhì)會發(fā)生什么。無論發(fā)生什么,你肯定不會有機(jī)會親眼確認(rèn)有任何光從外部進(jìn)入。由于你從事件視界到奇點(diǎn)的旅程太短,以至于大多數(shù)的從遠(yuǎn)處來的光沒有足夠的時(shí)間接近你,讓你看到。

你確切能看到多少未來,取決于你能多慢接近事件視界。你讓自己越慢墜入,你就能見證越多宇宙的未來。

引力時(shí)間膨脹效應(yīng)的一般陳述會引向一個錯誤的結(jié)論。事實(shí)是如果一個觀察者A固定在黑洞的事件視界旁,另一個觀察者B固定在離事件視界足夠遠(yuǎn)的地方,B會看到A的時(shí)鐘走的慢,A會看到B的時(shí)鐘走的快。但如果A墜入事件視界(最后穿過)同時(shí)B保持固定,那他們彼此看到的就并不像上述情況直接

B會看到:A掉向事件視界,來自A的光子會花越來越多的時(shí)間爬出重力井,導(dǎo)致B會看到A的時(shí)鐘明顯慢 ,當(dāng)A在事件視界,任何A時(shí)鐘發(fā)射的光子(形式上)都需要無限的時(shí)間到達(dá)B.想象每個人的時(shí)鐘的每一次走動都會發(fā)散一個光子,這樣更容易理解。因此,如你所說,在B看來, A像是凍結(jié)住了。然而,A已經(jīng)穿過了事件視界!這只是幻覺(僅僅是光學(xué)幻覺)讓B認(rèn)為A永遠(yuǎn)不會穿過視界。

A會看到:A墜落并穿過視界(在非常短的時(shí)間內(nèi))。A看B的時(shí)鐘發(fā)射光子,但是A沖刺遠(yuǎn)離B,因此在穿過事件視界前,永遠(yuǎn)不會收集到固定數(shù)量的光子。(如果你想,你能認(rèn)為這是由于多普勒效應(yīng)抵消了引力時(shí)間膨脹--由于A遠(yuǎn)離B)。穿過事件視界后,從上面進(jìn)來的光子不容易按源頭分類,所以A不知道B的時(shí)鐘是怎樣繼續(xù)計(jì)時(shí)。

A在穿過視界前發(fā)射一定量的光子,B在A穿過視界前發(fā)射一定量的光子(由A收集)

你也許會問,如果A足夠慢的墜入事件視界呢?使得,那多普勒效應(yīng)就失效了,直到在某個實(shí)際極限,A離事件視界太近,就無法停止墜入。那A只能看到B有限量的光子(但是現(xiàn)在是一個更大的量--覆蓋B更多的時(shí)間)。當(dāng)然,如果A在掉入事件視界停留足夠長的時(shí)間,那A可能會看到宇宙未來的方向。

底線:單單掉進(jìn)一個黑洞不會讓你看到整個宇宙的未來。黑洞可以不以最后大危機(jī)的一部分存在,物質(zhì)也能掉進(jìn)黑洞。

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審核:天文志愿文章組- PN結(jié)

排版:零度星系

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3.原文來自:http://www1.phys.vt.edu/~jhs/faq/blackholes.html#q11

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