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引力越大,空间就越小。时间就越慢。黑洞的引力是无限大的。所以说时间是停止的和时间是非常缓慢的。
不是黑百洞会收缩成一个奇点,而是当大质量恒星引力坍缩度形成黑洞时,其物质会坍缩为一个尺度无穷小、密度无穷大的点,叫“奇点”。
不知道奇点是否问真实答存在。奇点的形成只是相对论的一个推论。由于自然界内禁止裸奇点,在其外部有一定范围的视界存在,所以奇点即使存容在,也是无法“看到”的。
你这个假设很有意思,不过先要做一些知识铺垫。
首先说明“进入黑洞”的意思,通常意义上“进入黑洞”的意思是穿过黑洞的视界,黑洞有很多种类,比如史瓦西黑洞、克尔黑洞、克尔-纽曼黑洞等等,而不同的黑洞其视界的性质又是不同的,所以无法统一说明,以下以最简单的史瓦西黑洞(不带电、不旋转)为例。
史瓦西黑洞的视界(也叫事件视界、事件穹界等等)是一个球对称的单向膜,视界外的物体能保持安全(先不考虑被引力撕裂),视界上只有是光速的物体才能保持稳定,而视界内的物体无法回头,只能朝中心的奇点奔去(可以简单理解为视界外与视界内,空间坐标r与时间坐标t互换)。
1、第一个问题,你描述的现象非常正确,在视界上光线会无限红移,所以在视界外的我看你进入黑洞时,无限变慢,最后定格在视界上,我此时就无法感受到绳子上的力。另一方面,你并不会发现自身的红移效应,穿过视界后,就再也无法回头,朝向奇点奔去。广相的引力红移就是时间不同步,所以我和你的时间早e799bee5baa6e78988e69d83361就不同步了,甚至进入黑洞后,你的时间与空间坐标互换了。
事实上,这个例子中“用绳子连接”是完全多余的,因为处于黑洞内外的两个事件,根本无法用光速以内的作用来建立联系,而传统意义上绳子的拉力属于电磁相互作用,最快也就是光速,所以无法联系黑洞内外。更加可悲的是,这根绳子不管用什么材料做的,在进入黑洞前早就已经撕裂成无数微小粒子了,要知道:黑洞的引力甚至是可以超过质子中子间的强力和弱力的!
2、第二个问题,时间延缓的意思刚好和你理解的相反,时间变慢是指“时间尺度的膨胀”,所以应该是头部时间为半年,脚部时间为一年,但它们对应同一个时间尺度,而相对应地能得到空间收缩。这和狭义相对论中的钟慢效应和尺缩效应类似。然而,虽然空间在尺度上表现为收缩,但是有一定尺度的物体在引力场中必然会受到潮汐力的撕扯,即被引力撕烂。如果你这个所谓的“人”质量够好,强度够大,在黑洞外还不至于被撕烂,那么总体上这个“人”看上去应该是被潮汐力拉长一些。但是1中也说了,引力确实很大,一般物体在靠近前早就被撕成无数粒子了。所以一般我们只考虑时空中某一点某个事件的性质,而不会考虑一个物体,甚至是人的状态。
以上很多讨论,特别是对于视界的讨论,是特指史瓦西黑洞的,有些特殊的黑洞可能有多个视界,有的视界并不是单向膜,进去了还可以出来,甚至理论中还有裸奇环的存在,针对不同的黑洞,“进入黑洞”有不同的意义,甚至是没有意义。
以上所有观点均为个人观点,由于没有详细学过广义相对论,所以不保证一定正确。仅做参考。
黑洞是根据广义抄相对论方程预言的一种宇宙结构,并且可能有许多种,如:在宇宙大爆炸极早期,由于能量和物质密度极高,所形成的量子黑洞;大质量恒星在超新星爆发后,恒星核坍缩形成的恒星级黑洞;星系中心因密度极高形成的巨型黑洞;以及可能存在的密度不是太高,但其致密度已经达到史瓦西半径,尺度达到数十万光年的星系级黑洞等。
而“黑洞表面”的定义也有不同。如果以黑洞视界表面为定义,则黑洞表面与奇点的距离与黑洞的质量有关。质量越大,距离越大;质量越小,距离越小。但这个距离不能为零袭,因为已经通过数字计算证明,宇宙中不允许有裸奇点(即没有视界存在的奇点)。如果以奇点表面为定义,则黑洞表面与奇点的距离为零。因为奇点就是质zd量无穷大、尺度无穷小的点。
量子黑洞、恒星级黑洞、星系中心的巨型黑洞都存在奇点。但尺度达数十万光年的星系级黑洞可能没有奇点,其潮汐力也可能小到感觉不到,甚至我们已经进入到黑洞内部,但还一无所知。只是一旦进去,就无法离开了。