物体 5个关于黑洞的问题,让你重新认识下它
1.我想知道如果两个黑洞相撞会发生什么,它们会不会变成一个黑洞?会不会释放出X射线或者伽马射线?
如果两个黑洞相撞,它们确实会变成一个黑洞。没有X射线、伽马射线或者其他电磁辐射释放出来,但是会产生大量的引力波。为了理解这些,参考爱因斯坦引力的通常概念,作为扁平橡胶板的时空,当上面有一大块物体的时候,它会产生弯曲(例如,保龄球压在橡胶板上会产生凹痕)。如果几个巨大的物体彼此靠近并且移动,则凹痕会移动并且产生涟漪。这些时空涟漪就会产生引力波,并且可以在接下来的五到十年内通过各种实验检测到它们。
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一个有趣的问题。换句话说,我想你在问:如果一个物体落入黑洞,当它进入黑洞(即在黑洞的视界线)时,它会比光速快么?
答案就像许多涉及相对性的问题的答案一样,可以通过非常精确的测量得到。在这种情况下,我们需要测量速度来准确探索,所以请耐心等待。
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假设你进行了以下的实验(如果你愿意,可以实际执行一下)。拿出一个篮球,举到你的头部高度,然后放手。接下来会发生什么?很明显,它会下降。因此当它撞到地面的时候会获得不错的速度。
现在,站到你的桌子上,然后再次拿出篮球,跳下桌子,同时松开篮球。会发生什么?直到你碰到地面,篮球似乎没有相对于你移动,尽管坐在座位上学生看到的不是这样。
当然,你测量的速度取决于你的移动方式,而不仅仅取决于篮球的运动方式。
到目前为止,我还没有介绍任何关于黑洞的内容。但是,我们可以做相同的实验(尽管我不建议你这样做)。把篮球从休息处扔向黑洞,那么它轨迹上的任意一点速度是多少?显然,这取决于你的行动方式。如果你相对与黑洞静止,球会以一个速度移动,但是如果你也在下降,那么球将会以较低的速度移动。
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考虑到这一点,我们可以更精确一些。让我们把球从远离黑洞的休息处丢下去。我们测量球的速度是由球相对于我们,在一些位于黑洞之外的地方,并且我们没有相对于黑洞运动。我们可以说,我们越接近黑洞(总是相对于黑洞静止),球移动的越快。如果我们只是在地平线之外,那么球会勉强加速到接近光速。外推一下,这似乎表明,如果我们在洞内进行相同的测量,球会看起来比光速更快。
【 物体|5个关于黑洞的问题,让你重新认识下它】但是,事实并非如此!要想看到这一点,请考虑一下你是如何保持静止的。当你站在地球上的时候,会有重力拉着你,但是你仍然留在原地,因为地板会给你一个相反的同样大的力。你感受到的力就是地球对你的引力 。以相同的方式,相对于黑洞静止,需要一些力来平衡黑洞对你的引力。
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假设这个力是由天棚提供的,你越接近黑洞,提供的这个力就越大。在黑洞边缘,理论上这个力是无限大的。没有天棚,没有火箭可以让你在那个时候保持静止,在黑洞边缘内,你一定会掉进黑洞。
我们在前面讨论过,如果你掉进黑洞,你测量的球的速度会比你静止时测量得到的速度小。同样的道理,因为你正在下降,你会测量到一个较小的速度,它总是会小于光速的,即使只小一点。实际上,没有观察者测量的物体的速度大于光速,无论是在黑洞内或者黑洞外。请注意,我宁愿不在黑洞内进行试验来确定理论的正确。
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我们最终会用完结构还是从其他地方带出结构?
我喜欢你的问题,虽然我不能给出一个完全满意的答案。 时空结构起源于何处,类似于“大爆炸之前发生的事情?”或“什么是时空扩展?” 我们没有完整的答案。 例如,似乎有可能时间本身在宇宙大爆炸中存在,并且似乎随着宇宙膨胀,时空变得越来越大。 鉴于宇宙的数量因压倒性因素而扩大,我怀疑我们不会耗尽结构。 尽管如此,我喜欢你对构造板块的类比,并且不排除在某些未来点可以沿着这些线条发展理论的可能性。 也许你会成为那个人!
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