了不起的物理

49 你真的進得去黑洞嗎?

字體:16+-

前文提到,黑洞是一個引力大到光都無法從其中逃脫的天體。也就是一旦進入黑洞,便再也無法逃脫,但其實黑洞是很難進入的。

根據愛因斯坦的廣義相對論,時空是可以被扭曲、壓縮的。譬如,有一把一米長的尺子,當它置於引力場中時,長度會變短。但此處要注意,尺子自己並不會覺得自己的長度變短了,而是在引力場以外的人覺得尺子變短了。同樣地,一段時間在引力場中,也會被壓縮變短,如果拿著一塊表走進引力場,你不會覺得自己的時間變慢,而是外麵的人看你的時間會變慢,你的動作在外麵的人看來變成了慢動作。著名的科幻電影《星際穿越》裏,男主角和女主角去了一趟黑洞邊上的行星,他們隻去了三個小時,回到飛船上的時候,他們的同事已經過了20年了。片中引力場以外的20年,到了引力場裏就被壓縮成了三個小時。

用廣義相對論來描述黑洞的邊緣的話,其實是時空的壓縮太劇烈了,把時空的尺度都壓縮成零了。譬如,你去黑洞裏玩一圈,我在外麵幫你把風,我們約定好,你每隔1分鍾給我發一條信息報平安。在這個過程中,對你來說,你還是每隔1分鍾給我發一條信息,但問題是,隨著你靠近黑洞邊緣,我看這1分鍾卻是越來越長的。隨著你越發靠近黑洞,你的時間流逝相對於我來說被壓縮得越來越短,也許一開始我的1個小時被壓縮成你的1分鍾,到後麵我的10個小時才被壓縮成你的1分鍾。隨著你越發靠近黑洞邊緣,你的1分鍾時間在我看來越來越長。到最後你無限接近黑洞的時候,你的1分鍾將對應我的無限長時間。哪怕我長生不老,等到天荒地老、海枯石爛,我也看不到你真正到達黑洞邊緣的那一天,能見到的隻是你不斷趨近黑洞邊緣。所以在我看來你是永遠進不去的。