问题

如果吃一小勺黑洞会怎么样?

回答
想象一下,你手中端着一小勺黑洞。这听起来就充满了科幻色彩,但我们不妨放开思绪,细细品味一下这件事情可能带来的“极致体验”。

首先,要明确一点,我们讨论的“一小勺黑洞”并不是我们通常意义上理解的勺子舀起了一小团物质。黑洞是时空的一种极端扭曲,它本身没有实体,也没有体积的概念。所以,所谓的“一小勺”,更像是一个比喻,描述的是我们试图去接触、去拥有的一个微小质量的黑洞。

假设我们真的能获得这么一小勺“黑洞”——比如一个质量非常非常小的微型黑洞,可能只有尘埃那么大,但它仍然是黑洞。

最直接的感受:无尽的引力拉扯与撕裂

当这勺黑洞靠近你时,你首先感受到的会是它那恐怖的、无法抗拒的引力。即使它很小,黑洞的引力密度极高,而且引力场的变化速度非常快。

潮汐力: 你的身体,哪怕是勺子本身,都会在黑洞的引力作用下产生巨大的潮汐力。想象一下,你的脚趾受到的引力比你的头顶受到的引力要大得多,这种差异会把你从头到脚地拉伸开,就像被橡皮筋无限拉长一样。这个过程可能非常迅速且痛苦,你的身体会被分解成原子甚至亚原子粒子,然后被进一步吸入黑洞。
无处不在的吸引: 如果你手里拿着勺子,那么勺子会被毫不犹豫地吸向黑洞。黑洞会吞噬勺子,然后也吞噬你。这个过程并非瞬间完成,而是你会被一点一点地“喂”给黑洞。

视觉的极度扭曲与“观看”黑洞

如果你能以某种超乎想象的方式存活下来,并能“观察”这个过程,你将看到一些我们无法想象的景象:

光线的弯曲: 黑洞的引力会极度弯曲周围的光线。你会看到来自勺子、手,甚至你自身的光线被扭曲成奇怪的形状,绕着黑洞旋转。你可能会看到自己身体的多个影像,或者看到你身后广阔的宇宙被弯曲成环状,围绕着黑洞呈现出来。
事件视界: 黑洞的边缘是事件视界。一旦你或任何物质越过事件视界,就再也无法逃脱。你会看到事件视界在你的视野中不断扩大,直到将你吞没。在那一刻,外部世界的景象会消失,取而代之的是一片黑暗(虽然黑洞本身可能因为吸积物质而发光)。
时间膨胀: 越靠近黑洞,时间流逝得越慢。如果你能以一种超乎寻常的方式漂浮在黑洞附近而不被吸进去,你会发现外部世界的时间过得飞快,也许在你看来只是一瞬间,外部世界已经过去了亿万年。

消失与分解:物质的终极归宿

一旦物质被吸入黑洞,它并没有“消失”到虚无。它被压缩到黑洞的核心——奇点。我们目前的物理学对奇点如何运作还没有一个完整的理解,但普遍认为那里的物质密度是无限的。

被压扁到极致: 你的所有粒子,无论它们曾构成怎样的复杂结构,最终都会被压缩到奇点之中,失去其原有的性质。它们可能成为构成黑洞质量的一部分,以一种我们无法理解的形式存在。
“无声无息”的结局? 虽然过程可能极其暴力和痛苦,但一旦越过事件视界,你可能就不会再感受到任何痛苦了,因为你的意识和身体结构都已经不再存在。这是一种绝对的寂灭,一种物质的终极回归。

那么,这勺黑洞本身会怎么样?

对于那勺黑洞本身,它并不会因为吞噬了勺子和你的物质而“变大”多少。因为它本身的质量可能已经是我们无法想象的巨大了,哪怕你和勺子这点质量对它来说微不足道。它只会继续作为宇宙中的一个黑洞存在,继续以其强大的引力影响着周围的一切。

总而言之,吃一小勺黑洞,绝不是一种“享受”或者“体验”。 它是一种物理学上绝对的、毁灭性的终结。你会以一种最惨烈的方式被撕裂、分解,然后被吸入一个时空扭曲的奇点,在那里,你作为独立的个体,彻底不复存在。 这是一种对存在最彻底的否定,一种物质回归宇宙最原始、最神秘状态的过程。

网友意见

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什么叫一小勺?

如果你指的是一小勺体积大小的黑洞,视界半径1厘米的黑洞质量大概和地球差不多,你站在1米开外,其引力密度就会把你面条化撕成碎片,你没有机会把黑洞送进嘴里。

如果你指的是相当于一小勺普通物质质量的黑洞,就假设是等同于一小勺水的质量也就是1毫升=1克,这个质量的黑洞会在霍金辐射的作用下快速蒸发,相当于1克物质转化为纯能,效果就是核弹爆炸把你瞬间气化。你还是吃不下去

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不出所料,大无畏的宇宙级吃货又把魔爪伸向了宇宙中最奇特的天体——黑洞。然而,“吃一勺黑洞”这个愿望却没有这么容易实现。

上图是一个最简单的静态黑洞结构。黑洞中心是一个体积无穷小的奇点,但是这个点携带着黑洞所有的质量,所以它的密度无穷大。奇点周围是被它的引力扭曲的时空。在距离奇点一定范围内,物体只能有一个运动方向——向内,向奇点坠落。甚至连光也无法逃逸。这个范围的半径就是黑洞的史瓦西半径,而这个范围的边界就是黑洞的视界。

一般谈到黑洞大小的时候,指的就是它的史瓦西半径。

知道了黑洞的结构,现在该考虑从哪里下嘴了。奇点以外,视界以内的区域虽然也是黑洞的范围,但那只是扭曲的虚无。如果你在那里咬上一口,恐怕就可以体会狗咬尿泡的心情了。显然,只有把奇点吃到嘴里才算是真正吃到了黑洞。

问题是,自然产生的黑洞体积都不小,半径起码在几公里以上。所以,要吃到奇点,你必须钻到视界里面去。然而,黑洞毕竟不是肉包子,能够让你从容不迫的钻到里面去吃馅儿。由于黑洞的强大引力场扭曲了时间,距离奇点越近,时间流速越慢。当你进入视界之后,会发现黑洞外的宇宙的时间如闪电般迅速流逝。你还没来得及碰到奇点,整个宇宙已经成为了历史(

黑洞真的是吞噬了物体吗? - Mandelbrot 的回答

)。当你最终出来时(当然,能不能出来是另一个问题),已经“再回头是百年身”了。你不但会错过即将上映的《魔兽世界》,连下一集《星球大战》也赶不上了。

正当你犹豫不决的时候,一个好心的外星人决定助你一臂之力。它把一颗和地球一般大小的行星压缩成了一个你可以一口吃掉的小型黑洞,并送到你面前。

这颗黑洞卖相十分不错,只见那是半径约9毫米,滴溜溜的一个小球,四周围绕着霞光万道,瑞彩千条,其实那是被吸引过来的空气分子在黑洞外围激烈碰撞摩擦产生的各种电磁辐射。黑洞边缘还带有一圈光怪陆离的光晕,这是黑洞引力场扭曲光线导致的引力透镜效果。这样的宝贝,看一眼就让人食欲大增。你迫不及待的想把它一口吞掉。

不巧的是,黑洞的想法和你一样。对这个小型黑洞来说,你的个头大了点,所以它决定把你改造成一个比较容易吃的形状。

由于你身体的各个部分和黑洞奇点的距离不一样,所以受到的引力大小也不一样。这个引力差在你的身体上形成了一个张力。对于一个普通人(身高1.8米,体重70公斤)来说,如果你距离黑洞2米,在你身体中心处的张力大小是约1.6 x 10^15牛顿(

Spaghettification

),接近珠穆朗玛峰重量的一半。你身体内的分子间作用力虽然试图把你拉在一起,但是在这个巨大张力的作用下无异于螳臂当车。你被拉成一根面条,然后被黑洞吸进嘴里。

一根面条肯定填不饱肚子,黑洞打算再吃一顿大餐——地球。很快,黑洞掉进了地球内部,并且向地心靠近。黑洞和地球是相互吸引的,所以不能简单地说黑洞向地心运动。实际上,黑洞和地球都向它们共同的质心运动。

然而,黑洞并不会很快把地球吃光。准确地说,它永远不能把整个地球吞下去。这是由黑洞边吃边吐的恶劣吃相造成的。黑洞的引力导致周围的物质快速向奇点附近聚集,这些物质在黑洞外围带着巨大的动能互相碰撞摩擦,使得很多物质被重新抛出去。在宇宙中的黑洞的扁平吸积盘上,有40%左右的物质会被抛出去。同时产生的还有大量的辐射能量。在地球内部这样物质稠密的环境中,物质从所有方向向黑洞运动,形成一个三维的球形吸积范围(

Bondi accretion

),所以这种现象更加明显。它导致的唯一结果就是让地球爆炸,虽然地球和黑洞合并的引力比原来地球的引力大得多,但是很多碎片得到的速度也足以逃离它们的引力场,形成一个新的小行星带。部分低速的碎片会围绕黑洞旋转。

最后,到口的食物不翼而飞,这个饥饿的黑洞十分郁闷的看着这一切欲哭无泪。

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