外面看不到黑洞裡面,從黑洞裡能看到外面嗎?答案還是一片漆黑!

尋夢新聞LINE@每日推播熱門推薦文章,趣聞不漏接❤️

加入LINE好友

外面看不到黑洞裡面,從黑洞裡能看到外面嗎?答案還是一片漆黑! 科技 第1張

本文參加百家號科學#了不起的天文太空#系列征文我們都不知道黑洞視界內是一個什麼樣的世界,連光都能吞沒的黑洞內部是難以想像的!下文僅僅根據已知的規律做個簡單的推測,歡迎各位探討!

一、什麼是黑洞的視界

任何天體都有一個環繞速度和逃逸速度,比如地球這樣的天體,地表環繞速度是7.9千米/秒,逃逸速度是11.2千米/秒,簡單的說就是達到環繞速度時,物體所受的重力與環繞產生的「離心力」相等,維持當前運行狀態!但地表大氣稠密,因此人造衛星的軌道高度很少低於300千米,而國際空間站在400千米的軌道高度運行時,仍然需要每周調整高度!

外面看不到黑洞裡面,從黑洞裡能看到外面嗎?答案還是一片漆黑! 科技 第2張

上圖是環繞地球運行的衛星在「離心力」和引力平衡的狀態下運行,環繞速度計算公式如下:

外面看不到黑洞裡面,從黑洞裡能看到外面嗎?答案還是一片漆黑! 科技 第3張

當物體的質量逐漸加大,半徑逐漸減小,那麼最終將可以計算出環繞速度為光速的質量與半徑的區間!而根據奧本海默極限,M的值為太陽質量約3.2倍將坍縮為黑洞,根據史瓦希半徑公式計算出它的視界半徑約為9.3千米(史瓦希黑洞的史瓦希半徑和視界重疊)!那麼代入上述的第一宇宙速度(環繞速度)公式時,你將無可避免的計算出在9.3千米的距離上,只有光速環繞才能抵消黑洞強大的引力!

二、光線接近黑洞時會是什麼效果?

在宇宙中能讓光線明顯改變傳播改變線路的天體並不多,特別是肉眼即可見到,而不發光的黑洞最適合肉眼觀測了,盡管我們相距遙遠看不到,但理論中的黑洞確實能明顯改變光線的傳播!

外面看不到黑洞裡面,從黑洞裡能看到外面嗎?答案還是一片漆黑! 科技 第4張

這是最接近實際效果的理論模型,為什麼不用視界望遠鏡拍攝的黑洞照片?其實那個實際效果並不能完全表現光線扭曲的狀態,因此我們還是用示意圖,在黑洞正面能看到黑洞背面的光線,因為光線會沿著黑洞表面傳播繞道另一側,而稍遠的光線盡管受此影響,但仍然會逃離黑洞而得以讓我們看到,因此我們看到的是一個完全扭曲的世界!

外面看不到黑洞裡面,從黑洞裡能看到外面嗎?答案還是一片漆黑! 科技 第5張

這是黑洞從視線中經過時的模樣,有一種魚眼鏡頭的效果!那麼我們從黑洞向外看時又是什麼效果呢?根據黑洞對扭曲光線的推測,如果肉眼在視界處觀測,那麼應該就是一個超級魚眼鏡頭的效果!

外面看不到黑洞裡面,從黑洞裡能看到外面嗎?答案還是一片漆黑! 科技 第6張

也許要更扭曲一些,這樣還不足以表現黑洞對光線的控制能力!越接近黑洞的視界,產生的扭曲效果更甚!但卻並不完全是扭曲,因為還有黑洞的引力所導致的引力藍移,我們見到的都是引力紅移,為什麼會有引力藍移呢?因為當前的條件是黑洞在我們背後,所有的光線電磁波頻譜是被壓縮的,因此我們看到的光線將藍移,也就是處在紅外、太赫茲甚至微波頻段的光譜也會藍移到可見光波段讓我們看到,而在可見光波段則有部分會藍移到紫外以及極紫外,我們將再也不會看到!

外面看不到黑洞裡面,從黑洞裡能看到外面嗎?答案還是一片漆黑! 科技 第7張

但是當光線穿越黑洞視界後又將是一個什麼樣的世界呢?

這是一個很難想像的空間,因為這個空間與我們所想像的空間完全不一樣,在這個空間里再無上下前後左右的分別,因為所有的方向都指向黑洞的奇點,因此從理論上來看,在黑洞視界內是看不到光線的,因為無論朝哪里看,看到的都是奇點!而奇點則不會發出任何所謂的光線!

所以簡單的一句話回答的話,從黑洞內向外看,那就是一片漆黑!

>外面看不到黑洞里面,從黑洞里能看到外面嗎?答案還是一片漆黑!

About 尋夢園
尋夢園是台灣最大的聊天室及交友社群網站。 致力於發展能夠讓會員們彼此互動、盡情分享自我的平台。 擁有數百間不同的聊天室 ,讓您隨時隨地都能找到志同道合的好友!