我們都不知道黑洞視界內(nèi)是一個什么樣的世界,連光都能吞沒的黑洞內(nèi)部是難以想象的!下文僅僅根據(jù)已知的規(guī)律做個簡單的推測,歡迎各位探討!
一、什么是黑洞的視界
任何天體都有一個環(huán)繞速度和逃逸速度,比如地球這樣的天體,地表環(huán)繞速度是7.9千米/秒,逃逸速度是11.2千米/秒,簡單的說就是達到環(huán)繞速度時,物體所受的重力與環(huán)繞產(chǎn)生的“離心力”相等,維持當(dāng)前運行狀態(tài)!但地表大氣稠密,因此人造衛(wèi)星的軌道高度很少低于300千米,而國際空間站在400千米的軌道高度運行時,仍然需要每周調(diào)整高度!
上圖是環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星在“離心力”和引力平衡的狀態(tài)下運行,環(huán)繞速度計算公式如下:
當(dāng)物體的質(zhì)量逐漸加大,半徑逐漸減小,那么最終將可以計算出環(huán)繞速度為光速的質(zhì)量與半徑的區(qū)間!而根據(jù)奧本海默極限,M的值為太陽質(zhì)量約3.2倍將坍縮為黑洞,根據(jù)史瓦希半徑公式計算出它的視界半徑約為9.3千米(史瓦希黑洞的史瓦希半徑和視界重疊)!那么代入上述的第一宇宙速度(環(huán)繞速度)公式時,你將無可避免的計算出在9.3千米的距離上,只有光速環(huán)繞才能抵消黑洞強大的引力!
二、光線接近黑洞時會是什么效果?
在宇宙中能讓光線明顯改變傳播改變線路的天體并不多,特別是肉眼即可見到,而不發(fā)光的黑洞最適合肉眼觀測了,盡管我們相距遙遠看不到,但理論中的黑洞確實能明顯改變光線的傳播!
這是最接近實際效果的理論模型,為什么不用視界望遠鏡拍攝的黑洞照片?其實那個實際效果并不能完全表現(xiàn)光線扭曲的狀態(tài),因此我們還是用示意圖,在黑洞正面能看到黑洞背面的光線,因為光線會沿著黑洞表面?zhèn)鞑ダ@道另一側(cè),而稍遠的光線盡管受此影響,但仍然會逃離黑洞而得以讓我們看到,因此我們看到的是一個完全扭曲的世界!
這是黑洞從視線中經(jīng)過時的模樣,有一種魚眼鏡頭的效果!那么我們從黑洞向外看時又是什么效果呢?根據(jù)黑洞對扭曲光線的推測,如果肉眼在視界處觀測,那么應(yīng)該就是一個超級魚眼鏡頭的效果!
也許要更扭曲一些,這樣還不足以表現(xiàn)黑洞對光線的控制能力!越接近黑洞的視界,產(chǎn)生的扭曲效果更甚!但卻并不完全是扭曲,因為還有黑洞的引力所導(dǎo)致的引力藍移,我們見到的都是引力紅移,為什么會有引力藍移呢?因為當(dāng)前的條件是黑洞在我們背后,所有的光線電磁波頻譜是被壓縮的,因此我們看到的光線將藍移,也就是處在紅外、太赫茲甚至微波頻段的光譜也會藍移到可見光波段讓我們看到,而在可見光波段則有部分會藍移到紫外以及極紫外,我們將再也不會看到!
但是當(dāng)光線穿越黑洞視界后又將是一個什么樣的世界呢?
這是一個很難想象的空間,因為這個空間與我們所想象的空間完全不一樣,在這個空間里再無上下前后左右的分別,因為所有的方向都指向黑洞的奇點,因此從理論上來看,在黑洞視界內(nèi)是看不到光線的,因為無論朝哪里看,看到的都是奇點!而奇點則不會發(fā)出任何所謂的光線!
所以簡單的一句話回答的話,從黑洞內(nèi)向外看,那就是一片漆黑!