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黑洞究竟是如何工作的?

科幻小说经常依赖黑洞的概念作为情节装置,把它们描绘成通往其他宇宙的入口或时间旅行的工具。但如果我们把虚构的东西拿出来会发生什么呢?那些可怕的遥远实体里到底发生了什么?

简而言之,黑洞是巨大的引力坑,由于其密度惊人的中心或奇点而弯曲时空。.当恒星死亡时,它会迅速向内坍缩。随着坍缩,恒星爆炸成超新星-外部物质的灾难性排出。垂死的恒星继续坍缩,直到它变成奇点-由零体积和无限大密度组成的东西。正是这种看似不可能的矛盾导致了黑洞的形成。

新奇点的极端密度把一切都拉向它,包括时空。时空在一个非常基本的意义上,它是空间和时间作为一个四维连续体的结合。那么,如果你弯曲它会发生什么?好吧,如果你近距离体验黑洞,时间的运行方式肯定会与地球上的时间运行方式大不相同。如果你把时空想象成一个悬浮的平面橡皮泥,那么创造一个奇点就像在中心放一个弹珠。大理石会使平面急剧向下弯曲,这将延长平面与大理石的任何相互作用。黑洞也会发生同样的事情,尽管你所经历的扭曲会比橡皮泥产生的扭曲更严重一些。

在黑洞的边缘,或者视界,时间开始慢得像天文数字。你越冒险进入黑洞,时间就越扭曲。一些理论甚至提出,如果你能在进入黑洞的最初阶段幸存下来,黑洞内部就会同时产生未来和过去的图像多元宇宙宇宙理论。虽然这是一个有趣的概念——毫无疑问也是许多科幻小说的起源——但由于黑洞难以接近,目前还没有已知的方法来测试它。然而,人们普遍接受的是,由于黑洞对时空连续体的扭曲,它的视界底部的时间比地球上的时间过得慢得多。

黑洞很难发现,但如果你不仅发现了一个,而且走进了它,你就会发现它是致命的。来自奇点的强烈引力以不同的速度拉动,取决于相对于中心的位置,这可以对任何不幸被困在里面的物体产生“意大利面”效应。正如这个词所暗示的,意大利面化拉长了所讨论的对象,使其看起来像意大利面。

我们可能永远无法确切地证明黑洞内部发生了什么,尽管许多科学家正在研究奇点和黑洞之间的联系大爆炸理论该理论提出,我们的宇宙是从一个可能是奇点的地方爆炸而来的。