十件关于黑洞的不可思议的事

#科普10:4658

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译文字幕:Seline于2018.07.18制作完成

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嘿 想了解点疯狂的东西吗
好吧
知道吗 直到最近科学才发现
黑洞里面到底有什么
说到这点 黑洞到底是什么
我没玩文字游戏
如今 我们知道的比以往更多
不仅仅关于太空 还有黑洞
以及黑洞内部
如果你觉得黑洞只是个充满
可怕虚无的空间 你会大吃一惊的
[音乐播放中]
这儿有十件关于黑洞的
不可思议的事
第十件是视界
黑洞通常被误认为
“吞噬”物体 就像
我们能在空中吃自助餐
但事实上 它像宇宙中的其他
任何质量天体 只吸引
周边受其引力影响的物体
一旦物体被黑洞吸入
它就进入了
叫做事件视界的地方
在物理学中 事件视界指黑洞的边界
由此处 事件无法影响外界的观察者
比如 假设你掉进了一个黑洞
啊!
掉进去的就是你 开玩笑啦
言归正传
假如我们眼睁睁的
看你掉入一个黑洞 首先
你可真倒霉 其次
当你穿过事件视界
以我们的视角看 你就像被时间定格了
我们永远无法看你穿过事件视界
还有 如果你穿过了视界
就再也回不来了
记得打包午饭 别饿着
第九件是拉面化
这听起来像我Nona家的晚餐耶
物理学家用这个奇怪的词
来解释物体进入黑洞后
将会经历的过程
你穿过了黑洞的
事件视界后
将经历像拉面一样被拉伸的过程
这就是著名的面条效应
这名字听起来够美味吧
即你的身体从头到脚将被直直的拉伸
成为面条状的一粒原子
发生这种变化的原因是
脚受到的引力比头
要强的多
同时 你身体的右边
向左边挤压
左边又向右边挤压
就像挤牙膏
最终 你像一根面条一样
朝着黑洞的中心前进
这可是最糟的一次旅行啦
第八件是引力奇点
也就是我们说的时空奇点
许多物理学家都认为
引力奇点位于黑洞的中心
这里的物质密度极高
形成了极其强大的引力场
此时就发生我们所说的时空瓦解
不旋转的黑洞的奇点
仅仅被视为一个简单的点
而旋转黑洞的奇点被物理学家
比喻为一个环 但是因为时空瓦解
使得奇点产生了奇异的物质
导致了令人费解的某个悖论
我们待会会说到
近来 奇点和黑洞被认为
是永恒的
但天才史蒂芬•霍金 愿您安息
认为黑洞会逐渐蒸发
即使这会花上数万亿年
黑洞最终还是会消失
第七件是一无所有
其实黑洞中心
可能一片虚无 因为里面就是一无所有
至少不像我们想的那样
虽然物理学界猜想黑洞中心有奇点
一些物理学家仍然表示怀疑
在数学界 理论中若出现
奇点或无限大的数 通常会被认为
是理论出错了
因为自然界中
没有什么是无限大的
当理论中的数学运算无法进行下去时
数学家和物理学家就会使用
奇点这个概念
在黑洞的中心
可能真的没有奇点 综上
也就是说 世上最聪明的人
认为黑洞中心可能有东西
也有可能一无所有
我们只知道这么多了
第六件是防火墙
这就刺激了 计算机的防火墙?
大概吧 听我说完先 最新的理论认为
在黑洞内部
有一种叫做防火墙的东西
在这个概念被提出来以前
大多数物理学家都认为黑洞遵循
量子力学定律
即信息不会被完全破坏
所以即使信息逃不出黑洞
也会留在里面
只是与外界失联 然而
一些人认为当黑洞逐渐蒸发
信息会泄露出来
这就给理论物理学家出难题了
问题的答案就是防火墙
物体穿过事件视界后
遇到高密度的能量场
受到严重的破坏
物体的信息已无法复原
直接把物理结构给毁了
啊……
啊 够了
来 我们继续
第五件是引力之源
黑洞可能藏着引力的秘密
宇宙离不开引力 如果没有
这神秘的引力将万物聚集到一起
星辰 行星和生命
都不复存在 但引力
又异常的微弱 没人知道其中的缘由
答案可能就在黑洞里
有人猜测引力微弱的原因是
它并非源于
我们生存的三维空间
而是可能来自另一维度
以微弱的形式渗入我们的宇宙
这就能解释为什么它那么微弱
在黑洞的时空扭曲处
你可能得以一窥另一维度
喂 这里发生了啥?噢
你看到了一个三面女人 好吧
史蒂芬•霍金觉得我们可以建一个小黑洞
探究里面是否存在
引力之源的证据
我知道这怎么做
先建立一个小黑洞
然后培养它慢慢变大
变大 最后吃掉所有人
天呐 快跑
第四件是重力真空星
一说到黑洞我们就想到
在太空中有个黑色的洞
大多数理论都认为黑洞的中心
是某种奇点 甚至是时空的裂口
但如果它根本不是一个洞呢?
物理学中有另一种理论
认为黑洞其实是重力真空星
重力真空星是恒星内爆后
可能残留的结构体 它没有变成
时空里的黑洞 而是形成了有表面的
圆形结构
物理学家艾缪和帕威认为
我们所谓的黑洞
就是这些奇怪的圆形结构
这个理论的诱人之处在于
不需要奇怪的解释来证明
奇点的存在
当我们进入黑洞时
可能会碰上重力真空星
即便你必死无疑
但你起码知道了真相
第三件是封闭的时间曲线
一些科学家猜测封闭的时间曲线
存在于黑洞内部
时空中的一切物体都有所谓的世界线
可以把它看成时间的轨迹
承载着我们的过去 现在和未来
通常 我们只处于一个世界线
并且会从头到尾的通过它
但是在黑洞内部的引力场
能够扭曲这条线
所以人的世界线会自我回环
所以人的世界线会自我回环
所以人的世界线会自我回环
等一下
也就是说 在黑洞内部
一个物体 包括人和太空船
将沿着一种特定的轨迹运动
这个运动能带你回到过去
怕你还不懂
我们在说时间旅行呢 大家
现在这个说法受到争议 无人确定物体
能否在黑洞内活着体验时间旅行
这个就像德洛雷安时光机
布朗博士也无法阻止
第二件是虫洞
可能在某些黑洞的中心
存在通往我们宇宙另一边的入口
这个入口叫做虫洞
是1916年由奥地利物理学家
路德维希•费拉姆首次提出的概念
他由爱因斯坦相对论
的方程式的推论推测
黑洞内可能存在着虫洞
爱因斯坦和内森•罗森
进一步发展这个理论
认为虫洞可能是
连接不同时空的桥梁
虫洞又被称作“爱因斯坦-罗森桥”
它能做瞬时的长距离转移
你可能听说过 因为已经有
相关的科幻小说和电影
讨论过穿过一个虫洞后
是什么样子
虽然根据爱因斯坦的方程式
能推测它的存在 但目前还没切实的证据
最后一件是多元宇宙
最后一个了 认真听哦
物理学家们猜测
这些所谓的黑洞内部的奇点
导致了大爆炸
如果我们的宇宙是从这样一个
能量和质量极大的点中诞生
而该点又是在黑洞内部
那可以说是黑洞创造了宇宙吗?
听起来不可思议 但物理学家比如尼克丹姆•鲍勃拉姆斯基
相信黑洞
创造了宇宙 再被宇宙重塑
她表明一些黑洞以
光速在运动 导致奇点内部产生了
巨大的扭曲 最终
形成大爆炸
时所释放的能量
但因为黑洞有事件视界
我们永远也看不到大爆炸
我们的宇宙可能就在
黑洞里面 就是现在
哦 可怕!
今天就到这里
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