逃离黑洞


18

我经常听到任何东西都无法逃脱黑洞,因为它的“逃逸速度”大于c。如果那是正确的,那该怎么办。我知道以下内容有很多最不可能的假设,但我试图了解逃逸速度的解释是否有意义。

假设您有某种太空飞船在事件视界内,并且没有被重力或潮汐力摧毁。还要假设您有大量的反应质量和出色的电源。

通过施加足够的恒力,这艘太空船能否逃离事件视界?

Answers:


19

观察发生情况的最清晰方法之一是查看Schwarzschild黑洞的Penrose图。彭罗斯(Penrose)图就像是时空图,以保留角度并将光线对角线成角的方式绘制,从而形成了视锥。45

由于我们将所有无限空间(时间)映射到一个有限的图形中,因此距离必然会失真,但这是一个很小的代价。

Schwarzschild因果图,由安德鲁·汉密尔顿(Andrew Hamilton)原创

时间在图表上增加,并且典型的下降轨迹为蓝色。

因为每个大型物体在本地都必须比光慢,所以它必须停留在这些光锥内。因此,无论您如何加速,在轨迹的每个点上都必须朝保持在该点对角线内的方向行驶。但是一旦进入地平线,停留在视锥内的每个方向都会导致奇异。45

以这种方式加速或仅意味着您可以选择击中奇点的位置-图表左侧的一点或右侧的一点。尝试以高加速度逃逸,使您更接近光的线,由于时间膨胀,这实际上会缩短您的寿命。如果您以这种方式挣扎,实际上您会更快地达到奇点。45

这个特殊的图像来自安德鲁·汉密尔顿教授。请注意,它描绘了一个永恒的 Schwarzschild黑洞,即始终存在且将存在的黑洞。实际的黑洞是由恒星坍缩形成的,并最终会蒸发,因此其示意图将略有不同(特别是不会出现“反地平线”)。但是,在所有相关方面,情况都是一样的。


根据图表,您会详细说明尽管黑洞最终消失了,但这种情况仍是“相同的情况”吗?(或至少根据一种可理解的,虽然可能是幼稚的方式对图的解释)
mtraceur

4

这比天文学更是一个物理问题,但尽管如此,还是这样想(我说的大部分内容都需要验证,因为我没有资格给出100%正确的细节答案):光无法逃脱黑洞,并且没有推进系统可以将物体加速到光速。您走得越快,您的体重就越重,为了保持加速度而必须输入的力就越多,随着时间的推移您浪费的能量也就越多。如果在图表上绘制,则在速度为X时,使速度增加dX所需的能量,该图表在光速下具有渐近线。意味着无论输入多少能量,它都不会达到目标。

看一下LHC,当不再测量其速度时,强子就会加速到这样的程度,因为它几乎不改变,而是粒子的能量改变,当接近光速时,能量增加很多。这将为您提供有关无法到达的观点。

因此,如果您无法加快光速,那么就像光一样,您也将被困在事件范围内。

另外,AFAIK不会发出光,这不是因为光子有重量,而是因为时间停止了。因此,光线不会传播,因为没有时间,所以什么也不会发生。

同样,我没有资格。我只想阅读这些东西。


我的问题围绕着我的理解,即逃逸速度是一个初始速度,没有任何额外的加速度就足以逃避行星的引力。因此,例如,如果我们有足够好的电源和反作用质量,则我们应该能够以恒定的慢速任意远离地球。相应地,这可以与黑洞配合使用,或者在空间曲率方面存在某些无法逃脱的问题。
米切尔·卡普兰

如我所解释的,您甚至无法达到光速,甚至光也无法逃脱。您无法达到光速。您需要无限量的能量来执行此操作,也就是说这是不可能的。同样,运动被描述为在时间限制内的位置变化,并由速度(t ^ -1),加速度(t ^ -2)和更高级别的方程式(t ^ -n)定义,它们均取决于时间(t)。远远超出事件范围,没有时间,因此“运动”作为一个概念没有任何意义。
AlexanderMP

嗯,光子遵循时空的零大地测量学。你为什么说时间停止了?另外,这是什么意思?您是指事件观察者在事件视线之外看到的时间,还是指某人进入的时间的当地坐标时间。我认为,答案的一部分应省略。
astromax

这里没有太多与这个问题有关的东西。黑洞是一般的相对论现象。
罗布·杰弗里斯

-4

尽管我部分同意@Alexander,但这里还有其他一些事情。

根据爱因斯坦的狭义相对论,粒子不能以光速(c)移动。如上所述,将需要无限的能量。但是,相对论的特殊理论指出,物体的移动速度可能比光速慢或快,但不能达到c的速度。我们可以将行进速度比光速快的物体称为快球。有些天体的加速速度快于光速。

每个人都说的一个共同的事情是,没有什么可以逃脱黑洞。但这是完全错误的。黑洞确实会发射粒子和辐射,称为霍金辐射。甚至斯蒂芬·霍金也改变了他对黑洞的看法,因为量子力学理论无法证明黑洞吸收一切的一般概念。

因此,如果存在我们确实可以逃脱黑洞的可能性。

欧洲核子研究中心(CERN),有 报道称,观察到幽灵般的亚原子粒子中微子)的传播速度快于光。研究仍在试图确认这一点。

围绕科学界存在的另一种可能的理论是虫洞的概念。如果一艘船试图逃离黑洞,则打开一个虫洞以逃脱黑洞并到达另一个地点是一个提出的理论。

也有研究说物体是从黑洞发出的


4
我认为他们在CERN发现了一个实验性错误,与2个时钟的计时有关。因此他们不再认为中微子的传播可能快于光。我认为,当特定对出现在事件视界之外时,黑洞发出的事物是虚拟粒子对中自发出现在空白空间中的1/2。我想知道您是否需要移动到c附近以逃脱黑洞,只要您可以施加连续加速即可。@AlexanderMP对“时间”的评论可能是我的答案。但是我也想知道曲率。
米切尔·卡普兰

1
尽管已经证明中微子是错误的,但速球的概念仍然存在。可以肯定的是,即使我们能够利用能量做到这一点,地球上也没有任何元素可以建造能够逃脱黑洞的船。@MitchellKaplan 最终结果是中微子的速度等于光。误差幅度为15ns。
Mahe 2013年

1
您对无任何逃脱黑洞的评论也被误导了-请参阅@Dilaton的回复。黑洞是说蒸发,但这并不意味着这是要在事已至此出来(见霍金辐射- en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation)。
astromax 2014年

4
答案有很多错误,我什至不知道从哪里开始。请不要猜测,这是科学,而不是外行的猜谜游戏。
Florin Andrei 2014年

1
TIME文章也完全没有帮助。最初的问题与从黑洞内部而不是从外部逃脱有关。与霍金辐射有关的错误。。。好的
HDE 226868
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.