宇宙的终极宿命,会是彻底“黑化”吗?|理性派对第三季( 七 )


所以换句话说 , 这个理论模型看起来好像能在各个宇宙之间不停地穿梭 , 实际上不可能 。我们不知道黑洞中心的奇点会干什么事 , 它会发一个什么东西出来 , 所以是没法解的 。黑洞的好处就是它只吸不吐 , 所以你不用管它里面发生什么事 。
段玉龙:那从外面看我身上发生了什么?
张双南:这个问题取决于问谁 , 如果问基普·索恩 , 他就会告诉你从外面看的话 , 会看着你无限逼近那个黑洞 , 最后就停在那儿 , 被冻在那里了 。
张帆:因为从你身上射出来的光拼命地想往外走 , 但是黑洞引力在吸引着光往里去 , 所以走不掉 。你贴得越近 , 光想走掉就越艰难 。等你真正贴到边界的时候 , 光就完全走不了 。所以你在那个时刻发出来的信号 , 是永远到不了外面人的眼睛的 。
张双南:我的解释就和这个很不一样 。我们精确地计算了这个过程 , 结果是会看到你往里面走 , 最后唰的一下 , 你就真的进去了 , 而不是冻在那个地方 。原因在于在这个掉的过程当中 , 黑洞的视界是会膨胀的 。本来那地方想把你冻住 , 它一膨胀把你吃了 。所以是膨胀的黑洞把你给吃进去了 , 而不是你掉到黑洞里面去了 , 你不会冻在那个地方 。
但是 , 你如果看包括霍金在内所有人写的书 , 都是说外面人看到的是你最后一瞬间挥手的那个冻结的照片 。其实我们做了计算之后 , 发现这是错误的 。
“慧眼”卫星的新发现
段玉龙:您现在手边正在进行的项目 , 就是“慧眼”卫星 。这个卫星也是用来研究黑洞的吗?一定要发一颗卫星去研究黑洞的原因是什么?
张双南:人类在20世纪五六十年代进入太空时代之后 , 各国的科学家就开始用天文卫星开始研究了 。那么对X射线这个领域来说——我刚才讲了黑洞特别喜欢发出X射线来——你想看X射线 , 那站在地球上面是看不到的 。因为地球大气层能吸收X射线 , 它穿透不了地球大气层 。所以你如果想用X射线来观测研究离黑洞特别近的地方产生X射线 , 那就只好发射卫星 。所以这就是为什么我们要发射“慧眼”天文卫星来观测黑洞 , 否则在地球上就没法做 。
段玉龙:到现在为止 , 咱们有什么科研成果可以和大家分享的?
【宇宙的终极宿命,会是彻底“黑化”吗?|理性派对第三季】张双南:这有很多啊 , 要从头讲时间就不够了 。2020年9月份 , 就是刚才我们讲这个黑洞会往外抛东西 , 有时候抛得还特别的快 , 我们观测到了从黑洞特别近的地方抛出来的物质几乎以光速运动 , 而且不仅如此 , 温度还非常的高 , 能产生X射线出来 。
宇宙的终极宿命,会是彻底“黑化”吗?|理性派对第三季
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“慧眼”卫星发现迄今距离黑洞最近的高速喷流 , 从几倍黑洞视界半径的地方喷出 。这一发现对研究喷流如何从黑洞的强引力场中逃出并且加速到接近光速具有重要意义 。来自:中国科学院高能物理研究所
张帆:这是特别重要的一个发现 。就是黑洞吸得很猛的 , 如果不旋转的话 , 离它半径三倍远的地方 , 就不能够稳定地以圆轨道存在了 , 那就肯定要往里掉的 。但这个时候反而特别猛得往外喷 , 那就代表了磁场在里面干一些非常非常疯狂的事 , 在离黑洞这么近的地方能够喷出来 。
张双南:有人问我们“它为什么喷” , 那我倒是不知道 , 它到底怎么喷的也不知道 , 我们反正发现它是在喷 。到底是怎么喷的就要理论家去搞了 。
张帆:现在有一种大家比较相信的理论叫做Blandford-Znajek理论 。在黑洞旋转速度特别慢或者旋转速度特别特别快的时候能算出来的 , 但这个正常的情况下就没法算了 。