連光也逃不出黑洞的原因
黑洞就是中心的一個(gè)密度無限大、時(shí)空曲率無限高、體積無限小的奇點(diǎn)和周圍一部分空空如也的天區(qū),這個(gè)天區(qū)范圍之內(nèi)不可見。
時(shí)間和空間是各種物理現(xiàn)象上演的舞臺(tái)。可是,這個(gè)舞臺(tái)并不是堅(jiān)硬無比的。宇宙中的大塊頭可能會(huì)把這個(gè)舞臺(tái)踩壞。
為了顯示時(shí)空舞臺(tái)的彈性,我們可以把時(shí)空中的空間截面想象成一張橡皮膜。宇宙中的各種物體,比如地球、月亮,都是踩在橡皮膜上的舞蹈演員。地球登場后,把橡皮膜踩得陷了下去。所以地球旁邊的月亮需要繞地球旋轉(zhuǎn),利用離心力才能確保不掉到地上來。同時(shí),要想從地球上發(fā)射宇宙飛船,飛船也得耗費(fèi)好多力氣爬出這個(gè)凹陷的區(qū)域,才能在宇宙空間中暢游。
黑洞
不過地球在宇宙中實(shí)在算是個(gè)輕量級(jí)選手。假想有一個(gè)和地球一樣大的家伙,密度卻是地球的8 億倍。這樣的演員一上臺(tái),就會(huì)把橡皮膜舞臺(tái)踩出一個(gè)洞,自己也撲通一下掉到洞里。我們把這個(gè)洞叫作黑洞。
站在遠(yuǎn)離黑洞的地球上,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)黑洞把橡皮膜踩得如此彎曲,以至于無論用多大的速度發(fā)射飛船,也不能從黑洞的邊緣逃出來。就算是宇宙中跑得最快的光,也不能逃出黑洞。既然光不能逃出來,黑洞看起來好像就是黑的。這就是黑洞名稱的由來。
讀者可能會(huì)好奇,既然黑洞把時(shí)空橡皮膜踩壞了,那么壞掉的區(qū)域是什么樣子的呢?黑洞“里面”有時(shí)空嗎?沒有人能到黑洞里看一眼,再出來告訴我們這個(gè)問題的答案??墒歉鶕?jù)理論推測,黑洞里面確實(shí)是有時(shí)空的。大自然自動(dòng)給踩壞的橡皮膜打了一塊補(bǔ)丁。不過,不知道大自然是粗心還是故意的,把這塊補(bǔ)丁的方向弄“錯(cuò)”了,以致黑洞里面的時(shí)間方向是我們的(沿著黑洞半徑方向的)空間方向,我們眼中黑洞中心到表面的空間方向則變成了黑洞里面的時(shí)間方向。
由于黑洞里面時(shí)間和空間調(diào)換了位置,我們外人認(rèn)為的黑洞中心,在黑洞里面的補(bǔ)丁時(shí)空上實(shí)際是未來。于是,黑洞里面的所有物體,無論怎么想“往外跑”,都不可避免地掉進(jìn)黑洞中心,因?yàn)檫@里是它們的未來。這樣,黑洞中心聚集了大量物質(zhì),密度超過了已知物理規(guī)律所能描述的密度。在這黑洞中心會(huì)發(fā)生什么,對(duì)我們來說還是一個(gè)謎。
連光也逃不出黑洞的原因
下一篇:恒星的世界五彩斑斕的原因