如果你进入黑洞的事件视界 可能会看到这样的景象

2024年05月08日 05:48 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

黑洞让无数天文爱好者着迷,没有人知道这宇宙深渊的内部发生了什么。当我们越来越接近奇点时,数学和物理学就会崩溃,所以我们只能用想象力来猜测里面是什么样子,不过这也没关系。理论宇宙学家和物理学家简纳-列文教授曾说过:"黑洞是理想的幻想场景,我们可以在上面进行针对宇宙核心真理的思想实验。"

本周一,美国国家航空航天局(NASA)发布了一段视频,展示了一台相机螺旋进入黑洞时理论上能拍摄到的画面。这段视频让人想起上世纪 90 年代的 Winamp 音乐视觉效果。这是一次奇妙的黑洞数学和物理学之旅。

视频从不远处的黑洞开始,在那里我们可以看到宇宙实体的全貌以及更远的宇宙。过热的气体形成了宽大的外环,称为吸积盘。薄薄的内环是光子环。即使是这个薄环,也有"气体盘的扭曲图像层叠在背景天空之间"组成的层次。在光子绕事件视界运行一圈或多圈后,这些层次会继续存在。

在视频中,你可以看到整个背景宇宙被层层挤压。然而,当摄像机越过事件视界时,"天空"发生了变化,随着摄像机移动速度的加快,"天空"似乎在缩小。

当照相机从太空移动到吸积盘,然后移动到光子环、事件穹界,最后移动到奇点时,它的加速度会越来越快,直到必须放慢速度才能看清发生了什么。当照相机在快速衰减的轨道上穿过吸积盘,向事件穹界移动时,它的加速度变成了指数级。越过不归点后,只需几微秒,空洞就会摧毁相机,物理学家称之为"碎片化"过程。

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所谓"意大利面"(Spaghettification),是指物体收到潮汐力的影响,靠近黑洞的部分比远离黑洞的部分更快地受到指数级增长的引力。它实质上是将物体拉伸并挤压成细长的意大利面条状结构,因此被称为"意大利面条化"。

美国国家航空航天局利用戈达德太空飞行中心的"发现"超级计算机进行了模拟。只用了发现号0.3%的处理能力,仅用了五天时间就完成了模拟。而在普通笔记本电脑上渲染则需要十多年的时间。请务必将视频看完,因为美国国家航空航天局的解释比我更清楚。

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