抱歉,科幻迷们。你不可能在穿越黑洞的旅程中幸存下来。如果你试图像电影《星际穿越》中的马修·麦康纳那样跳入黑洞,你会在发现另一边是什么之前很久就被撕碎。
什么是黑洞?
要充分理解为什么你不能只是自由落体或驾驶宇宙飞船进入黑洞,你必须首先了解这些引力巨人的基本属性。简单来说,黑洞是一个引力如此之强,以至于光——或任何其他物质——都无法逃脱的地方。
黑洞之所以得名,是因为它们通常不反射或发射光。它们只有在吞噬靠近其边界(称为事件视界)的恒星或气体云时才可见。事件视界之外是一个微小的点,称为奇点,那里的引力如此之强,以至于它无限地弯曲了时空本身。这就是我们所知的物理定律失效的地方,这意味着所有关于其背后是什么的理论都只是猜测。
黑洞对我们大多数人来说似乎很奇异,但对科学家来说却是司空见惯。物理学家在阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论预测其存在之前,已经研究了类似物体数十年的理论。然而,直到20世纪60年代,当极其紧凑的恒星被发现时,这个概念才真正被认真对待。今天,黑洞被认为是恒星演化的普通部分,天文学家怀疑我们的银河系 alone 就拥有数百万个黑洞。
选择你自己的黑洞冒险
黑洞有不同的种类,可以以不同复杂程度进行建模,例如它们是否旋转或带电荷。所以,如果你跳进其中一个,你的确切命运可能取决于你选择哪种黑洞。
最简单的层次上,黑洞有三种:恒星级黑洞、超大质量黑洞和中等质量黑洞。
恒星级黑洞是当非常大的恒星燃尽燃料并坍缩自身时形成的。超大质量黑洞存在于大多数星系的中心,并可能通过吞噬恒星和与其他黑洞合并而增长到其极端尺寸——达到太阳质量的数百亿倍。中等质量黑洞仍然很神秘,只有少数疑似例子被发现,但天文学家认为它们可能通过类似的吸积过程形成,只是规模较小。
恒星级黑洞与其更大的表亲相比可能微不足道,但它们在事件视界之外却拥有更极端的潮汐力。这种差异的产生归因于黑洞的一个特性,这可能会让一些普通的观察者感到惊讶。较小的黑洞实际上比超大质量黑洞具有更剧烈的引力梯度。换句话说,你只需坠落很短的距离就能体验到引力上极其显著的差异。
黑洞意大利面
如果你在附近没有吞噬任何东西的恒星级黑洞附近自由漂浮,你唯一能察觉到它存在的线索可能就是它对背景恒星产生的引力放大,或“透镜”效应。
但当你飞得离这个奇怪的地方越近,你就会在某些方向被拉伸,在另一些方向被挤压,这个过程科学家称之为“面条化”。这是因为黑洞的引力会水平压缩你的身体,同时像太妃糖一样垂直拉伸你的身体。如果你脚先跳入黑洞,你脚趾上的引力会比拉扯你头部的引力强得多。你身体的每个部分也会向略微不同的方向拉长。你最终真的会变成一根意大利面。
所以,当你坠入一个恒星级黑洞时,你可能不会太担心你可能在“另一边”解锁的存在的奥秘。在你到达奇点数百英里之前,你就会像意大利面形状的门钉一样死透了。
而且,这种情况并非完全基于理论和推测。天文学家早在2014年就目睹了这种“潮汐瓦解事件”,当时几台空间望远镜捕捉到一颗恒星离黑洞太近。这颗恒星被拉伸并撕碎,导致一些物质坠入事件视界之外,而其余的则被甩回太空。
平静地坠入黑洞之夜
与坠入恒星级黑洞相比,你坠入超大质量或中等质量黑洞的经历会稍微不那么可怕。尽管最终结果——可怕的死亡——仍然是你的命运,但你可能真的会一直到达事件视界,并在活着的时候开始坠入奇点。
在这种情况下,至少在理论上,你可以看到周围的太空。但是一旦你越过事件视界,就没有人能看到你了。即使你拿着手电筒试图向外照射,光也会和你一起坠入奇点。
同时,你会看到事件视界内的一切都被极端的引力扭曲了,这要归功于天文学家称之为引力透镜的效应。(更不用说疯狂的时间膨胀效应了。)
当然,无论你坠入哪种类型的黑洞,最终你都会被极端的引力撕裂。任何物质,尤其是血肉之躯,都无法保持完整。所以一旦你越过事件视界的边缘,你就完了。没有办法出来。即使你还活着,你也必须以超过光速的速度旅行才能逃脱。但众所周知,已知宇宙中没有任何东西能做到这一点。
不过别担心,离地球最近的已知黑洞仍然有1000光年之遥。然而,天文学家怀疑还有许多更近的黑洞潜伏着,可能离地球只有几十光年。事实上,一些研究人员认为,遥远太阳系的假想第九行星实际上是一个原始黑洞,大小与棒球大致相同。
考虑到这一点,如果人类能够存活足够长的时间来开创先进的太空旅行技术,我们有可能(尽管可能性不大)近距离参观黑洞。如果真的那样,也许我们甚至会向黑洞扔几个探测器,以测试事件视界会发生什么。
不幸的是,由于没有任何东西可以逃离事件视界,甚至信息也不行,我们永远无法确定当物质到达不归点时会发生什么。所以,即使你真的有机会进行一次宇宙悬崖跳水进入黑洞,为了安全起见,你可能应该抵制这种冲动。














