黑洞为什么能让人回到未来

虽然模糊不清,但是,我们终于成了第一批看到黑洞的地球人。虽然它不耀眼,但是,它却是宇宙秩序的维持者。它甚至能让我们穿越时空,回到未来。《星际穿越》中,当完成任务,30多岁的飞行员库伯返回地球,女儿墨菲已经头发花白。现实中,可能发生吗?可能!

扩张的宇宙

天上无数天体、星系,相互之间的位置是一成不变的吗?不是的,有人发现了证据。

当物体远离我们时,发出的黄绿光就会朝着红色方向移动;当物体靠近我们时,发出的黄绿光就会朝着蓝色方向移动。通过这个方法,天文学家就能判断出天体是远离我们,还是靠近我们,以及运动的速度。

1912年,斯里弗在洛威尔天文台发现“仙女星云”发出的光变蓝了,这说明它正在靠近地球,根据变蓝的程度,计算出它的速度大约是每秒300千米。接着,他共测出15个“旋涡星云”的速度。在美国天文学会的会议上,当他宣布结果时,在场的所有人起立鼓掌,这是前所未有的发现。1928年,24个星云的运行速度被测出。最终,宇宙大爆炸的学说正式被人们认可。根据这种理论,宇宙是从一个点爆炸生成的,所有天体都在向外扩张。那么,扩张过程中,为什么地球一类的行星会绕着恒星旋转。

万有引力

1687年,一颗从树上掉下的苹果,砸到牛顿头上,让他发现了原因,他认为万事万物都是相互吸引的,质量越大,引力越大。所以,月亮被地球吸引并公转,地球被太阳吸引并旋转。可是,万有引力是如何产生的呢?牛顿并没有合理的解释。

改变空间

科学天才爱因斯坦找到了答案。空间真的是平的吗?1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,他认为空间就像一张被张开的布,本来是平的,所有天体本来都是飞速远离宇宙大爆炸中心的。但是,当所有有质量的天体放到空间这张布上的时候,空间都被挤压变形了。

质量越大,空间被挤压下沉的越严重。假设在太阳改变的空间上,飞速冲过来地球,地球不再是直线远离宇宙中心了,它会在被太阳弯曲的空间上,圆形旋转并加速。其实,并不存在什么万有引力,只不过是空间被弯曲了。

什么是黑洞?

最初,恒星是靠着核聚变,一步步从氢原子演变为氦原子,直至演变为铁原子。铁原子极其稳定,在外部挤压下,恒星体积会继续缩小。当小于其施瓦西半径的时候,恒星就变成了黑洞。黑洞具有强大的吸力,它会吸收周围的一切物质,在施瓦西半径之内,甚至光也无法逃脱,所以施瓦西半径之内看到的是黑色。太阳的施瓦西半径只有3000米。施瓦西半径被称为视界视线, 施瓦西半径1.5倍距离之外则是明亮的圆盘,被称作吸积盘。而真正的黑洞则在施瓦西半径之内,无限小,被称作奇点。

那么,如果改变空间的是超大质量的黑洞呢?空间被向下极度下沉,而且再次空间运动的天体,运行速度将更快。速度无限快,会发生什么事情?

速度与时间

速度公式早就提出V=S/T,那么我们可以推算出时间公式T=S/V,也就是说,速度越快,时间越慢。那如果我们运行到黑洞视界视线周围,速度无限快,从外围看去,那里的时间逐步变慢。慢到什么程度,电影《星际穿越》给我们模拟了这一场景。

▲ 电影《星际穿越》里的黑洞设计图

人类飞行器即将穿越一颗叫做卡刚都亚的黑洞,该黑洞的质量是太阳的一亿倍,其施瓦西半径大约是地球到太阳的距离。米勒星球在黑洞近距离轨道运行,行驶到米勒星球的小飞船,1小时时间相当于外围轨道母飞船的7年。当完成任务,30多岁的飞行员库伯返回地球,女儿墨菲已经头发花白。“天上一天,人间一年” ,妥妥的科学翻版。

发表评论
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:

相关文章

推荐文章

'); })();