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假如我们掉到“黑洞”里去会发生什么?

黑洞是宇宙间最令人困惑的天体。它的密度惊人之高,引力如此之强,以致于宇宙中的一切,甚至包括光线,都无法逃脱。无论有多少种新奇理论,这一点是被普遍接受的。

人类在宇宙中已经辨识出了许多黑洞,既有恒星级黑洞,也有超大质量黑洞。恒星级黑洞多位于我们银河系内,超大质量黑洞多位于星系中心。超大质量黑洞的质量可以达到太阳的几百万甚至几十亿倍。

在银河系中心,有许多恒星围绕着一个质量为太阳四百万倍的不发光质心运行。这个质心名为“人马座A*”,通过对围绕着它运行的恒星进行测量,我们可以确定它是一个无可争辩的黑洞候选者。

众所周知,宇宙是由 4.9%的“正常”物质(构成恒星、行星、气体和尘埃的物质)或“重子”、26.8%的神秘且不可见的暗物质和68.3% 的更为神秘的“暗能量”组成。

美国国家航空航天局(NASA)在近日发布的一份报告显示,通过对宇宙微波辐射的观测,诸如宇宙背景探测器(COBE 卫星)、威尔金森微波各向异性探测器和普朗克望远镜等现代卫星观测系统逐渐增进了人类对宇宙构成的了解。

据最新的测量结果表明,宇宙由 4.9% 的“正常”物质(构成恒星、行星、气体和尘埃的物质)或“重子”、26.8% 的神秘且不可见的暗物质和 68.3% 的更为神秘的“暗能量”组成。

NASA的博士和他的团队认为,根据地面观测站绘制出的星系图,大体积的暗物质分布在组成“宇宙网”的细线上。他们使用了 Illustris 项目的数据对这些细线和内部星系的质量和体积进行了测量。

他们的研究表明:“当我们靠近黑洞的视界,就会发生许多违反直觉的事,而一旦跨越视界,事情会变得更糟。不管是什么类型的黑洞,也不管飞船有多棒,一旦冲过那道看不见的屏障,就再也出不去了!”

据其中的一位博士介绍,Illustris 项目是模拟出一块棱长为 3.5 亿光年空间立方体,以此对星系的演变和形成进行模拟。模拟的起始时间设定在宇宙形成后 1200 万年,这仅仅是宇宙目前年龄的极小一部分。随后,模拟对重力和物质流动对宇宙结构的影响进行追踪,并且考虑到了正常物质和暗物质的重力作用。

该博士称,此次模拟表明,星系中心的黑洞协助了物质向空虚空间的输送。他们的下一步任务是对模拟进行完善,从而对原始的发现进行确认。Illustris 正在进行的新模拟将在几个月后得出结果,这一结果能够确认研究人员对黑洞输出的认识是否正确。

此外,NASA还指出,一个质量相当于地球的黑洞视界半径非常小,只有大约一厘米;如果黑洞的质量相当于太阳,那么这个半径大约接近三公里。银河系中心超大质量黑洞的体积相当于一颗参宿四那样的红巨星。如果把它放在太阳的位置上,那么其边界可能会超越许多行星的轨道!

他们还普遍认为,宇宙中遍布着看不见的物质,宏观而言,星系和其它天体集中于巨大空虚边缘伸展的细线上。

奥地利、德国和美国的一个天文学家小组在做出大量研究后,认为黑洞包含了宇 20% 的物质,而星系仅由宇宙 500 分之一的物质构成。有星系存在的宇宙总质量的 50% 构成了我们可见的 0.2% 的宇宙空间,44% 的总质量构成了宇宙线条,而剩余6% 的质量构成了 80 的宇宙空间。

此外,他们还发现,20%的正常物质可能被输送到了空虚中,罪魁祸首当属星系中心的超级黑洞。一些物质坠入黑洞形成能量,却被输送到周围的气体中。这一发现也能够对消失的重子进行解释。

NASA的科学家们指出,如果黑洞视界的大小相当于满月,那么它实际上看起来会比满月大四倍!这是因为随着我们离黑洞越来越近,时空的弯曲程度会越来越高,周围的星光会被严重扭曲,偏离黑洞边缘所在的区域。

当我们离黑洞只有几个史瓦西半径时,它会变得相当巨大,几乎能阻挡飞船前方的所有光线。而普通天体在这个距离上看起来可能只相当于我们向前伸长手臂后的拳头。

离黑洞越来越近后,飞船前方将会逐渐陷入一片黑暗,即便是后方,也将开始被黑暗笼罩。这同样也是光线在极度弯曲的时空影响下产生的结果,就好像点电荷靠近导体球壳时所形成的电场场线一样。

“更可怕的是,假如我们掉入的是一个质量为太阳四百万倍的超大质量黑洞,那么虽然在外界的参考系内,黑洞的直径大约有一光时——但是我们抵达奇点的时间却只需20秒,”NASA在报告中称。

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