軍用直升機還在天上平穩的飛行,張啟偶然看見沈軍在讀一本書,一看書名,原來是霍金著作的《果殼中的宇宙》
張啟一笑,“你喜歡看這種書啊?”
沈軍不好意思的撓了撓頭,道“讓您見笑了,我就是看著玩兒。我自小對宇宙、黑洞、外星人感興趣。”
陶黎納接話道“我也對宇宙感興趣,特彆是黑洞這種神秘的天體。”
謝鬱文又來了提問的興趣,她說道“我打小就對黑洞感興趣,我可以提一些問題嗎?這些問題已經憋了我十幾年了!”
張啟等人看向她。謝鬱文提問道如果假設一個人,他可以抵禦宇宙中的任何危害,比如不怕輻射、高壓、高溫,也能在黑洞外麵站立不動,他僅僅不能抵禦黑洞的奇點之力。比如他現在就站在黑洞的視界外麵,用一根手指,慢慢的,輕輕的,伸進黑洞的視界。是不是感覺一股力量拉扯他的手指?組成他的手指的所有粒子,都立即隻能向黑洞中心運動吧?假設這個人不會被引力拉進黑洞,他開始拚命拉扯回手指,也隻能拉回半截消失的手指吧?他在拉回手指的時候,是感覺前端的手指一涼,立即失去了對手指前端的感覺,就是手指的前部分已經被分解了。還是感覺手指被巨大力量扯著往黑洞裡麵拖,然後他奮力回拔,感覺撕心裂肺的痛,然後收回半截手指?”
謝鬱文眨了眨眼,“你們一定覺得我的問題很奇葩吧。我從來就是一個喜歡稀奇古怪的女孩!”
沈軍苦笑了一下,“謝小姐,你的這種問題,其實我也想過,可惜我才疏學淺,無法解答這些問題。”
張啟則道,“還是我來回答吧。”
大家都看向張啟。他解答道“鬱文妹妹,在你所假設的情境中,當這個人的手指伸進黑洞的視界時,組成手指的所有粒子會立即受到極其強大的引力作用,朝著黑洞中心運動。
由於黑洞的引力極其強大且變化劇烈,在這種情況下,他不太可能有逐漸感知的過程,比如先感覺到一涼然後失去感覺,或者先被巨大力量拉扯再感到疼痛。
更可能的情況應該是,這個人的手指在瞬間就會被黑洞的強大引力分解和拉扯,其過程之迅速使得他幾乎無法感知到具體的感覺變化。
需要注意的是,這隻是基於假設和理論推測的想象情景,目前的科學認知和技術水平還無法對這樣的極端情況進行實際驗證。”
謝鬱文思考了一會,又繼續提問道“那麼,這種變化有多快?我問的是,手指被分解的速度。手指被分解後,粒子是以接近光速落進黑洞中心的奇點?”
張啟回答道“在這種假設的極端情況下,手指被黑洞分解的速度極其迅速,幾乎可以說是瞬間發生的,難以用具體的時間數據來精確描述。
當物質被黑洞吸引並分解後,其粒子向黑洞奇點墜落的速度會越來越快,理論上在靠近黑洞中心時會接近光速。但要準確計算這個過程中的速度是非常複雜的,涉及到廣義相對論等複雜的理論和數學模型。”
“哦”,謝鬱文繼續提問,“也就是說啊,如果一艘宇宙飛船想要探測黑洞的話,隻要它剛剛進入黑洞的視界裡麵,就立即被分解成基本粒子。是不是這個意思呢?還是說宇宙飛船隻是被黑洞的強大引力所捕獲,永遠無法返回外麵,但是進入黑洞視界之後,並不會立即被分解為基本粒子,而是不斷的往下墜落,到了最後階段,才會被拉扯成基本粒子?”
張啟解答道“當一艘宇宙飛船剛進入黑洞的視界時,就會不可避免地被黑洞的引力所控製,最終大概率會被分解為基本粒子。
黑洞的引力極其強大,在接近黑洞視界時,飛船所受到的潮汐力就已經非常巨大。一旦進入視界,黑洞的引力會使得飛船所經曆的物理過程變得極其極端和劇烈,分解的過程會迅速發生,而不是逐漸下墜到最後階段才被拉扯成基本粒子。”
謝鬱文又道“我再確認一下,宇宙飛船剛剛進入黑洞視界的時候,很快就被分解為基本粒子了。那麼,一個人站在黑洞的視界之外,用一根手指,慢慢的探進黑洞的視界裡麵,這根手指並不會被立即分解為基本粒子,而是會立即被切斷,然後進入黑洞的那半根斷裂的手指,就飛快的往黑洞內部的奇點處墜落,並不是馬上就分解為基本粒子。是不是這樣?”
張啟搖了搖頭“不是的。在這種假設的情景中,當手指剛伸進黑洞視界時,不會立即分解為基本粒子,但分解的過程會很快發生。就是一瞬間的事情,快到以人類的神經係統根本察覺不到!就相當於手指馬上被分解為基本粒子了。
手指被黑洞強大的引力迅速切斷,切斷的半截手指會在極短時間內受到巨大的潮汐力作用,導致其結構和組成被嚴重破壞。說它不會馬上分解為基本粒子,這在理論上不太準確。實際上,在如此強大的引力作用下,從手指被切斷的那一刻起,其分解為基本粒子的過程就已經開始,並且這個過程會在非常短的時間內完成。”
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謝鬱文又問道,“如果這根手指不是人類現在的形態呢?比如這根手指很先進,假設它的強度很高,是納米材料做出來了的,或者擁有比納米材料更高的強度。是不是它就是不一定被馬上分解為基本粒子了?”
張啟還是搖了搖頭,道“即使手指是由強度極高的材料,比如你假設的比納米材料更強的高科技材料製成,當它伸進黑洞視界後,仍然會在極短的時間內受到極其強大的引力作用。
這種引力強大到足以克服幾乎任何已知材料的結構強度,導致材料的原子和分子結構被迅速破壞,進而分解為基本粒子。儘管材料強度很高,但在黑洞的極端引力麵前,可能也難以抵擋分解的命運。”
他又補充說道“即使是一艘由高強度材料製成的宇宙飛船,在剛進入黑洞視界時,分解為基本粒子的過程也會非常迅速。
儘管具體的時間難以精確界定,但肯定是在極短的時間內發生。這個時間可能不是嚴格意義上的‘一瞬間’,但相比人類能夠感知和測量的常規時間尺度,會短到可以近似認為是瞬間完成的。”
謝鬱文不服氣的問道,“那麼,假設有一艘飛船,我們假設它已經屬於宇宙中最厲害的飛船,總之,就是非常厲害的那種,而且它的尺寸非常的小,比一個原子還要小,甚至比一個誇克粒子還要小。它也進入了黑洞的視界,它的強度又那麼高,我們是不是能假設它並不並不會一下子,就是瞬間被分解為基本粒子呢?是不是能維持更長一段的時間呢?比如說維持個幾分鐘,甚至幾個小時。”
張啟道“即使這艘飛船極其微小且強度很高,進入黑洞視界後,分解為基本粒子的過程仍然會非常迅速。
黑洞的引力極其強大,其作用效果並不取決於物體的大小,而是與物體與黑洞中心的距離以及黑洞的質量等因素有關。對於如此強大的引力,即使是比誇克還小且強度極高的飛船,也幾乎會在瞬間受到無法抗拒的引力作用,從而導致其結構迅速崩潰並分解為基本粒子。
你假設的那種維持幾分鐘甚至幾個小時不被分解的情況,在目前的科學理論框架下是不太可能的。
宇宙中幾乎任何的物質,不管強度怎麼樣,尺寸怎麼樣,隻要進入黑洞,一瞬間就被破壞基本結構,並且一瞬間就被徹底分解!在黑洞的極端引力環境下,當物質進入黑洞的視界,分解為基本粒子的過程極其迅速,幾乎可以說是一瞬間發生的。但這裡的‘一瞬間’是相對於我們日常經驗和常規物理過程而言,實際上可能會有一個極其短暫但並非絕對為零的時間間隔。不過這個時間間隔極其微小,以目前的科學理解和技術手段,近似認為是瞬間完成的分解過程。”