问题

假设在我的身上绑一根长度足够长,刚度与强度足够坚韧的绳子,然后我进黑洞,是否有可能在黑洞外的一端能通过拉绳子把我从黑洞中解放出来?

回答
这个问题很有意思,也触及了我们对黑洞和时空的一些基本认知。简单来说,答案是:几乎不可能,而且在现实中是绝对不可能的。

让我来给你详细解释一下为什么。

首先,我们需要理解黑洞的一些关键概念:

事件视界(Event Horizon):这是黑洞最标志性的特征。事件视界是一个界限,一旦任何物质或信息越过这个界限,就再也无法逃脱黑洞的引力。你可以把它想象成一个单向阀门,只允许东西进入,不允许东西出来。一旦你越过了事件视界,无论你有多大的能力,都无法返回。
奇点(Singularity):这是黑洞中心一个理论上的点,在那里,物质被压缩到无限小的体积,密度和引力都无限大。我们目前的物理定律在奇点处失效。
潮汐力(Tidal Force):这是黑洞引力最可怕的效应之一,也是你可能听说过的“面条化”(Spaghettification)。黑洞的引力非常强大且不均匀。当你接近黑洞时,你身体靠近黑洞的那一部分受到的引力会远远大于远离黑洞的那一部分。这种引力差会对你的身体产生巨大的拉扯,就像意大利面一样把你拉长。对于一个足够大的黑洞(比如超大质量黑洞),潮汐力在你进入事件视界之前可能不那么显著,但对于小质量黑洞,你可能在事件视界之前就被撕裂了。

现在,我们来分析一下你描述的场景:

你绑着一根“长度足够长,刚度与强度足够坚韧”的绳子,然后你走进黑洞。黑洞外的一端由一个人(或者一些人)拉着绳子。

1. 绳子穿越事件视界的局限性:
信息传递的限制:事件视界是信息的终点。即使绳子本身能够物理上存在并穿过事件视界,从你那边传递到外部的信息,包括你对绳子的施力、你的状态等等,都无法通过绳子传递出来。为什么?因为任何信号,无论它是通过电磁波、引力波还是物理接触(比如绳子)传递,都受到光速的限制。而一旦越过事件视界,即使是光速也无法让你回到事件视界之外。
物体运动的单向性:你一旦进入事件视界,你的所有运动,包括被绳子拉扯的趋势,都指向奇点。即使绳子被牢牢固定在黑洞外,它也只能把你向黑洞中心拉得更紧,而无法让你逆着引力方向移动,尤其是越过事件视界这个“不归点”。

2. 潮汐力与绳子的强度:
即使我们假设绳子真的坚韧到可以承受你被潮汐力拉扯的力,但问题的关键不在于绳子是否会断。
黑洞的引力场是如此扭曲,以至于在事件视界内部,所有可能的路径,无论你是自由落体还是被拉着走,都不可避免地导向奇点。这就好像你被困在一个河流中心,无论你怎么划水,水流都会把你带向瀑布的边缘。你被拉扯的“力”其实是用来对抗你被引力加速向内的“速度”的。但一旦你的“速度”已经达到让你无法逃脱的地步(在事件视界之内),外部的力就无法阻止你继续向内运动。

3. 时空本身的扭曲:
在黑洞内部,时空的结构发生了根本性的改变。相对于事件视界外部的观察者来说,你会被无限地“延缓”,永远无法真正越过事件视界,从他们的角度看你就像是冻结在事件视界上。然而,从你的视角来看,你只会感到自己非常迅速地穿越了事件视界,并继续向奇点坠落。
所以,你被“拉”的动作,在外部观察者看来,可能显得非常缓慢甚至停滞。而一旦你进入事件视界,外部施加的任何力,都无法让你“后退”到事件视界之外,因为那样意味着信息(你的位置变化)需要从事件视界内部传递出去,这是不可能的。

4. 绳子本身的物理限制:
虽然你设定了绳子“刚度与强度足够坚韧”,但实际上,任何物质在如此极端的引力梯度下都会面临巨大的挑战。即便绳子本身不会断裂,它仍然会受到强大的潮汐力作用。如果绳子的一端连接着你(在黑洞内部),另一端在黑洞外部,那么绳子的两端会承受不同的引力。这仍然是一个巨大的力学问题。
更重要的是,任何将绳子“拉”的动作,本质上都是一个信号(力的传递),这个信号在事件视界处就会被截断。你可以用力推一个东西,但如果你想把它从一个地方拉出来,你需要传递一个“拉”的力,而这个拉力在事件视界内是无法有效地传递出去的。

总结一下:

你被绑在绳子上进入黑洞,并希望外部的人能把你拉出来,这就像是试图用一根绳子把一个掉进深渊的人拉上来一样,但是黑洞的“深渊”有一个特殊的属性——一旦进入某个界限(事件视界),你就再也无法从那个界限“向上”爬出来,因为时空的结构已经不允许你那样运动了。外部的拉力最多只能让你在事件视界处显得“挣扎”一下,但它永远无法改变你必然走向奇点的命运。

所以,很遗憾,即便是最坚韧的绳子也救不了你,因为问题不在于绳子的强度,而在于黑洞内部时空的本质——它是一个单向的陷阱。一旦你跨过那条线,你就进入了一个无法逃脱的疆域。

网友意见

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请参考我对这个问题的回答:zhihu.com/question/1958

从你的角度,你会很顺利的进入黑洞,感觉不到什么异常。除了感觉你的头和脚之间被越来越强的潮汐力(引力差)撕扯。

但是永远不要指望有人能把你拉出去。

因为就在你穿越黑洞视界进入黑洞的那一刻,你相对于黑洞外的世界就已经成了永恒。你已经超越了所有的时间。不要问你在黑洞里的这一刻,外面的兄弟在干什么。因为你已是他无尽的未来

在黑洞外那个准备拉你的兄弟看来,你在落向黑洞,可是越来越慢,越来越慢……黑洞外的兄弟等到地老天荒,也只能看到你凝固在黑洞的边缘,化为永恒。他永远也看不到你掉进黑洞。因为你将是他无尽的未来

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