我們有沒有往黑洞里發送過探測器?
想象一下,在歐洲的某個地方,一群原始人類剛剛發明了世界上第一只木筏。他們想:木筏可以用來過河,而且腳不會被河水弄濕,真是個偉大的成就。
但當他們回家以后,他們部落的一個成員問:你們派船去探索美洲了嗎?
值得一提的是,在技術上,從原始木筏到派遣船只去探索美洲的難度,要比我們利用當今的科技發展水平往黑洞里發射探測器的難度簡單得多。
我們目前航行的最遠的空間探測器——旅行者1號,離太陽的距離是日地距離的140倍,航行了超過40年的時間。
旅行者1號 圖源:嗶哩嗶哩
離太陽最近的黑洞候選星的距離大約是旅行者1號當前距離的130萬倍。旅行者1號需要花超過5000萬年到達那里。(事實上要花更久的時間。由于太陽引力的作用,旅行者一號仍然在減速,它還沒有離我們太遠。)
圖解:大麥哲倫云面前的黑洞(中心)的模擬視圖。請注意引力透鏡效應,從而產生兩個放大,以星云最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現在頂部,扭曲成一個弧形。
當探測器到達黑洞后,它會怎么樣?假設有一個以黑洞為目的地的探測器。當它接近黑洞的時候,潮汐力會變強,強到輕易地把它撕成碎片。以一個恒星大小的小黑洞為例,在探測器到達它的事件視界之前就會被撕裂。
事件視界望遠鏡 圖源:百度
引力波示意圖 圖源:sina
但假設探測器到達了黑洞的事件視界,又會發生什么事情?首先要明白一件事情,從我們在黑洞外的角度看來,黑洞的事件視界永遠是在未來的。所以當探測器真正到達黑洞的那一刻對于我們來說其實是遙遠的未來。(這是黑洞的極限相對論)如果探測器要返航或者發送信號回來給我們,就不得不控制好時間。這無論對于探測器要及時地返航或者及時地發送信號回來都是必須的。以我們當今最頂尖的理論基礎,這些都是不可能的。
圖解 :在600千米的距離上觀看十倍太陽質量的黑洞(模擬圖),背景為銀河系
所以現在你知道為什么了,我們做出木筏的祖先去探索美洲大陸要比我們往黑洞發送探測器要容易得多。別說黑洞了,黑洞的邊界都夠不著。唯一我們有而我們祖先沒有的,只是讓太空旅行看起來簡單易行,讓宇宙看起來十分迷你的科幻電影和電視劇。但宇宙并不小。太空非常,非常得大。大到人類的任何經驗都無法比擬。
黑洞示意圖 圖源:163
黑洞是時空強烈引力聚集的地方。引力太強以至于沒有任何粒子可以逃出,甚至是像光一樣的電磁波也一樣。廣義相對論推測,得到充分聚集壓縮的大質量天體(密度極大)可以扭曲時空形成黑洞。
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黑洞是根據廣義相對論所推論、在宇宙空間中存在的一種質量相當大的天體和星體(并非是一般認知的“洞”概念)。黑洞是由質量足夠大的恒星在核聚變反應的燃料耗盡后發生引力坍縮而形成。
圖解:位于M87中心的超大質量黑洞,推估質量達太陽的數十億倍。這是人類史上第一張直接對黑洞觀測的天文影像,由事件視界望遠鏡所拍攝,發表于2019年4月10日。
黑洞的質量是如此之大,它產生的引力場是如此之強,以致于大量可測物質和輻射都無法逃逸,就連傳播速度極快的光子也逃逸不出來。由于類似熱力學上完全不反射光線的黑體,故名黑洞。在黑洞的周圍,是一個無法偵測的事件視界,標志著無法返回的臨界點,而在黑洞中心有一個密度趨近于無限的奇點。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. 賤賤
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