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被黑洞吸走的东西去哪了?

黑洞是宇宙中最恐怖的存在,宇宙最高速的光都无法从漩涡中逃离,那么被吞噬的物质去哪里了,总不克不及凭空消逝吧?

现实上,这些物质简直凭空消逝了,它们履历了由“工具”到“不是工具”的过程,最后集中在黑洞的中间——奇点。

光无法带着黑洞内的信息逃离出来,是以视界内漆黑一片,全无所闻。内部到底是自当作一界,仍是宇宙跳跃的进口,或者是诺兰科幻大片《星际穿越》中无视时候的高纬空间,这都是毫无按照的天马行空。

黑洞在尚未拍摄到之前,人类的理论早已“预言”。基于人类对宇宙万物客不雅纪律的理解,内部环境尚能猜测一二。本家儿要源于两点,黑洞的特征与物质的素质。

黑洞的特点:引力超等大,光都能拐跑,这么说并禁绝确。现实上,光是“自愿的”,并非是被吸引,因为引力不是“力”,而是质量造当作的时空结果。

广义相对论的苹果落地

引力最早的版本(牛顿),物与物彼此吸引,与质量和距离有关,所以地球能把苹果拽到地上。

引力现在的版本(广义相对论),引力不是力,是时空扭曲,质量越大,体积越小曲率越大。而黑洞质量超等大,体积无限小。

准确的挨次是这样的:时空中有了质量物体,使时空发生扭曲。另一个物体不受任何力的感化,匀速直线活动,进入扭曲时空之中,继续沿着时空中的最短路径进步。

平直时空,两点之间直线最短。而在曲率不为零的时空之中,物体同样会自觉地走最短路线,这个路线称之为测地线,可以理解为扭曲时空中的直线。

(测地线是三维物体概况两个点间最短路线)

飞机或汽船从上海到纽约,我们感受走的是直线,现实上地球是圆的。一般船只、飞机走的都是测地线(最短路径),即在地球上,过上海、纽约两点,以地心为圆心画圆,在这个大圆上找最短的距离。

物体(不受任何力)沿着扭曲时空中的“直线”活动,在外面的人看来,物体就像是被吸引了。苹果在地球弯曲的时空中匀速直线活动,在外人看来是自由落地活动。

图:黎曼几何与欧式几何中的直线

苹果落地的过程,在自力的时候与空间中是具备加快度的(g),但在广义相对论中,时候与空间为一体,称为时空,在四维时空之中(黎曼几何),苹果的速度其实是一个常矢量(也就是匀速直线活动)。

物质进入黑洞的原因

是以引力其实是物质跑进黑洞的成果,而非物体跑进黑洞的原因,原因是黑洞的质量,这点很是主要。光和一切物质,只是自觉的在黑洞质量造当作的极端扭曲的时空中走最短路径,而这一切路径的终点都指标的目的奇点。

良多人这里就有疑问了,若是是这样的话,是否意味着我们都可以平安无事进入黑洞走标的目的奇点,而不会被撕碎或拉伸呢?其实,黑洞要比这“残暴”得多,是以黑洞内的曲率大到您不可思议。体验过车开180km/h,然后急转弯吗?并且是那种地下泊车库中的持续转弯,每一层的圈会越来越小,而黑洞比这要夸张得多。

进入黑洞的会发生什么

较小的黑洞,一小我进去之后头岛脚每一处的时空曲率不同都极大,人体味刹时“散架”。较大的黑洞中,刚进入,单元空间内时空曲率差别相对较小,只会把您拉得长长的,跟着您不竭深切,曲率差别会逐渐增大,成果和上面一样。

良多人必定又有疑问了,既然物体不受任何力,那么“散架”的原因是什么?仅仅因为不竭地时空的“急转弯”?现实上标准问题,高速公路上只要弯道足够长,哪怕失落个头都行,就像是环形立交桥。但您没法子直接横跨6车道调头,因为转弯距离不敷,有惯性限制着车,同样物质微不雅宿世界也有构成物体所需的“惯性”。

人体是由原子、分子组成,它们又是由电子、原子核组成,原子核由夸克、胶子等根基粒子组成,根基粒子是零维的粒子,经由过程有序的彼此感化组成了三维布局的原子核、原子布局,这些彼此感化是宇宙运转的“四高文用力”。

根本粒子中,光子与电子阐扬着电磁力感化,感化规模远。强力与弱力的感化仅限于原子之内。电磁力是我们日常生活中一切力的统称(引力之外),好比我打您一下,磁铁彼此吸引,您体内细胞与细胞的“粘合”。电磁力的感化远,是以可以在大黑洞中维持“面条”外形,不会直接碎当作一个个原子。

当曲率的差别足以影响到强力与弱力的标准,例如夸克与胶子无法的有序活动时(连根本粒子都都要介入急转弯),原子、原子核的布局将四分五裂。光在黑洞中城市被扭曲,胶子也是零静质量的粒子,速度与光速一样,其他有静质量的粒子速度更慢。这意味维持三维布局的根本粒子都无法有序活动,即无法维持三维布局。

黑洞中的没有“工具”

进入黑洞的物质最终的成果就是散架当作零维粒子,流标的目的黑洞的中间,最终在与奇点华夏本的零维粒子调集在一路。或许它们调集当作一个点,或许它们调集当作一个一维的环状布局,不竭扭转,可是它们绝对不会是三维布局,即它们不再是物质。

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