如果你進入黑洞的事件視界可能會看到這樣的景象
黑洞讓無數天文愛好者著迷,沒有人知道這宇宙深淵的內部發生了什麼事。當我們越來越接近奇點時,數學和物理學就會崩潰,所以我們只能用想像力來猜測裡面是什麼樣子,但這也沒關係。理論宇宙學家和物理學家簡納-列文教授曾說:”黑洞是理想的幻想場景,我們可以在上面進行針對宇宙核心真理的思想實驗。”
本週一,美國國家航空暨太空總署(NASA)發布了一段視頻,展示了一台相機螺旋進入黑洞時理論上能拍攝到的畫面。這段影片讓人想起上世紀90 年代的Winamp 音樂視覺效果。這是一趟奇妙的黑洞數學和物理學之旅。
影片從不遠的黑洞開始,在那裡我們可以看到宇宙實體的全貌以及更遠的宇宙。過熱的氣體形成了寬大的外環,稱為吸積盤。薄薄的內環是光子環。即使是這個薄環,也有”氣體盤的扭曲影像層疊在背景天空之間”組成的層次。在光子繞事件視界運行一圈或多圈後,這些層次會繼續存在。
在影片中,你可以看到整個背景宇宙被層層擠壓。然而,當攝影機越過事件視界時,”天空”發生了變化,隨著攝影機移動速度的加快,”天空”似乎在縮小。
當相機從太空移動到吸積盤,然後移動到光子環、事件穹界,最後移動到奇點時,它的加速度會越來越快,直到必須放慢速度才能看清發生了什麼事。當相機在快速衰減的軌道上穿過吸積盤,並向事件穹界移動時,它的加速度變成了指數級。越過不歸點後,只需幾微秒,空洞就會摧毀相機,物理學家稱之為”碎片化”過程。
所謂”義大利麵”(Spaghettification),是指物體收到潮汐力的影響,靠近黑洞的部分比遠離黑洞的部分更快地受到指數級增長的引力。它實質上是將物體拉伸並擠壓成細長的意大利麵條狀結構,因此被稱為”意大利麵條化”。
美國國家航空暨太空總署利用戈達德太空飛行中心的”發現”超級電腦進行了模擬。只用了發現號0.3%的處理能力,只花了五天就完成了模擬。而在普通筆記型電腦上渲染則需要十多年的時間。請務必將影片看完,因為美國國家航空暨太空總署的解釋比我更清楚。