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掉进黑洞会看到未来?但你忘记了一件事

2019-11-29来源:清潭碧云说

人们总是说当你被吸进黑洞,你能看到未来或过去,这是真是假,为什么?

这取决于你对于“看到未来”如何定义。当你掉进黑洞时,你确实会看到外面的世界时间流逝的更快。每个人的手表看起来都会跑的比你的快,如果有人按下向前钮,手表看起来会一直移动。


掉进黑洞会看到未来?但你忘记了一件事


这是广义相对论的一个推论,解释了一个巨大的物体的重力会导致它旁边的物体时间变慢。当你掉进黑洞起,你的时间就变慢了,在你看来,每一个离你足够远的人的时间流逝都会更快。这不仅仅只适用于黑洞,事实上,这种效应至少发生在任何大物件旁的微小事物。但是,由于黑洞的重力过强,这种效应会被极度放大而容易观察到。


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当你靠近黑洞的事件视界(任何事物都无法逃脱的临界点),真正奇怪的事情开始发生。一个足够远的外界观察者看着你掉进黑洞,会看到你的时间变得缓慢到接近完全停止!对于观察者而言,你会逐渐变慢,当靠近事件视界时就定格了,然后消失在黑暗中。就像他们的时间流逝的比你的时间快多了。


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所以,在你看来,外界的人的时间接近极快速得流逝。但是,这并不意味着你可以看到整个宇宙的未来在你眼前发展。问题在于你不能停在事件视界。当你到达事件视界,定义上,你会被快速拉向黑洞的中心。这一切发生时,你会被撕碎,死于黑洞的潮汐能(假设这还未发生),此外,你会撞到黑洞中心的奇点(密度无限大,体积无限小的点),在你之前,还没人真正知道那里的物质会发生什么。无论发生什么,你肯定不会有机会亲眼确认有任何光从外部进入。由于你从事件视界到奇点的旅程太短,以至于大多数的从远处来的光没有足够的时间接近你,让你看到。


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你确切能看到多少未来,取决于你能多慢接近事件视界。你让自己越慢坠入,你就能见证越多宇宙的未来。

一个掉进黑洞的观察者能见证黑洞外宇宙里未来所有的大事件?

引力时间膨胀效应的一般陈述会引向一个错误的结论。事实是如果一个观察者A固定在黑洞的事件视界旁,另一个观察者B固定在离事件视界足够远的地方,B会看到A的时钟走的慢,A会看到B的时钟走的快。但如果A坠入事件视界(最后穿过)同时B保持固定,那他们彼此看到的就并不像上述情况直接

B会看到:A掉向事件视界,来自A的光子会花越来越多的时间爬出重力井,导致B会看到A的时钟明显慢 ,当A在事件视界,任何A时钟发射的光子(形式上)都需要无限的时间到达B.想象每个人的时钟的每一次走动都会发散一个光子,这样更容易理解。因此,如你所说,在B看来, A像是冻结住了。然而,A已经穿过了事件视界!这只是幻觉(仅仅是光学幻觉)让B认为A永远不会穿过视界。

A会看到:A坠落并穿过视界(在非常短的时间内)。A看B的时钟发射光子,但是A冲刺远离B,因此在穿过事件视界前,永远不会收集到固定数量的光子。(如果你想,你能认为这是由于多普勒效应抵消了引力时间膨胀--由于A远离B)。穿过事件视界后,从上面进来的光子不容易按源头分类,所以A不知道B的时钟是怎样继续计时。

A在穿过视界前发射一定量的光子,B在A穿过视界前发射一定量的光子(由A收集)


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你也许会问,如果A足够慢的坠入事件视界呢?使得,那多普勒效应就失效了,直到在某个实际极限,A离事件视界太近,就无法停止坠入。那A只能看到B有限量的光子(但是现在是一个更大的量--覆盖B更多的时间)。当然,如果A在掉入事件视界停留足够长的时间,那A可能会看到宇宙未来的方向。


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底线:单单掉进一个黑洞不会让你看到整个宇宙的未来。黑洞可以不以最后大危机的一部分存在,物质也能掉进黑洞。

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