王大虎

王大虎: 如果你掉进黑洞中会发生什么事?

王大虎

首先,你必须明白你再也出不来了。当你刚一接近黑洞时,你根本不会有什么感觉。就像绕地球轨道运行的太空人,你将处于“X落体”状态,并且你会感觉到失重。但是,一旦你开始接近黑洞那巨大的引力场——大概距黑洞中心80万千米,你会感受到什么是所谓的黑洞潮汐力。如果你进入黑洞时碰巧是脚先下去,你的脚将会比你的头感受到更大的拉力,而你会有被撕扯的感觉。当到你的身体快要发出“砰”的一声这个临界点时,一切将变得更糟,那就是你生命的终点了。

这将很可能发生在你穿过一个被称为黑洞边界的东西的时候。此时你必须要让你的运动速度和光速相等。所有的引力场都有一个脱离速度,在地球,这个速度就是火箭进入太空的速度。一旦你来到了黑洞边界,为了逃离,你需要跑得比光速还要快,而那是不可能的事。因此一旦你到了黑洞边界,如果不能跑得比光还快,就再也出不来了。

王大虎

到达银河要多久?

 

其实你绝不可能到达银河。不能到达的原因并不是你会在达到旅程的终点之前就已经死亡,而是这个旅行本身就没有终点。今天最普及的理论是宇宙正在X而且将永远继续X下去,而由于这种X,远方的星系看起来像是以一种非常接近于光速的速度向后退去。所以,以现代技术可能达到的速度(航天飞机的速度大概可以达到2.8万千米/小时)你可能永远也追不到X中宇宙的边界。这是一场你绝不会赢的赛跑。

可以这么说,宇宙实际上是没有可触及的边界的。就像很多观点所指出的,如果宇宙是弯曲的,那么它会自己向后折叠形成一个没有任何边缘的形状,就像地球的表面一样。如果你在地球上沿着一个方向行进,最终你将会回到起点。这用于太空或许也是一样正确的——如果你沿着一个方向行进得足够远,你将回到你出发的地点。即使宇宙没有倾斜到自身向后折叠起来的程度,你仍然不能到达它的边界,因为宇宙是无限的。

让我们忘掉宇宙正在X和宇宙的形状,坐上航天飞机并以14万千米/小时的速度朝向我们所能看到最远的大概100亿光年或者说是95×1021千米以外的物体飞去。令人沮丧的是,计算结果将告诉你,你的旅程时间将是75万亿年。当看到这个结果的时候,请记住宇宙的年龄已经远远超过150亿年了。

 

 

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按照最新的统计数字,宇宙中的星星和地球上的沙子哪边的数量更多呢?

 

沙子的数量更多。依据哈勃太空望远镜最新得到的图片数据,科学家们证实了一个长久以来的猜测,即宇宙中相当多的星系是地面上的望远镜根本无法观测到的,因此,宇宙中已知的星系总数从100亿增加到500亿也在人们的意料之中。事实上,有人甚至估计星系总量可能会高达1 000亿个。将这个数字再乘以每个星系包含的平均恒星数,从而估算出所有已知宇宙空间中全部恒星数量将约有1020~1022个。

如果沙粒的直径不过几个毫米,那么一个只有几千米长的海滩上的沙子总数也不过1018颗,还是远少于宇宙中恒星的数量。可是如果你要算上地球上全部海滩、沙漠和海底所包含的沙子,所得的数字将远远超过已知宇宙空间中所有恒星数量的总和。

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时空旅行能成为现实吗,如何实现?

 

即使你永远都买不起一部时光穿梭机,想实现时空旅行从技术上来说也不是完全不可能的。这需要一部跑得非常非常快的机器,具体地说,速度需要接近3×108米/秒,这个速度能够使你在眨眼间绕着地球跑好几圈。

3×108米/秒是光运动的速度,这几乎是宇宙与生俱来的速度极限。有趣的是,当物体加速到接近光速,时间就会变慢。

出于对这个现象的好奇,物理学家曾经设想,如果让双胞胎兄弟或姐妹中的一人乘上星际飞船作太空遨游,而另一个则留在地球上生活,结果会是怎样。那就让我们设想一下这个也许会发生在遥远的未来的故事吧。

假设贝丝和芭比是双胞胎,都是30岁。贝丝是一位宇航员,而芭比则是一个新闻记者。贝丝刚刚接到一项飞行任务,这可能会成为她一生的使命:乘坐宇宙飞船到邻近的一个恒星系统去考察。芭比会为她工作的报社全程报道这次航空旅行。

目的地距离地球96万亿千米,大约10光年的距离。贝丝乘坐的宇宙飞船以光速的90%的速度运行,照此推算,从地球上出发到回到地球需要X的时间。在这段时间里,芭比结了婚,生了两个孩子,而且头发都变花白了。

但这段时间对于宇航员贝丝来说却是另外一番情景。当宇宙飞船以极快的速度穿梭于星际时,船舱内的钟表悄悄地放慢了脚步。并不是表没电了或是坏掉了,而是时间本身为飞船和飞船上的成员放慢了节奏。

然而飞行员们自己却感觉不到丝毫的变化,对于他们来说,1分钟仍然是1分钟,并没有多出1秒钟。但在贝丝出发之后,飞船上的时间和地球上的相差越来越多了。

成功完成任务之后,宇航员们返回了地球。当飞船进入太阳系时,船舱里的电子钟显示这次太空旅行花了10年时间。当飞船途经冥王星时,贝丝刚好庆祝自己40岁的生日。

贝丝和芭比都知道这种时间变慢的效应会发生,但当两姐妹重逢时,她们仍然很震惊。贝丝是一位40岁的中年女子,而芭比已是迈向老年的52岁的妇人了。两姐妹不再像是双胞胎了。芭比如今已不再年轻,她把这次太空旅行看作是年轻时的回忆。而贝丝则有些茫然:X过去了,这个世界发生了很大的变化,对于她来说,相当于经过了10年的长途旅行来到了12年后的未来。

这种时空旅行的创意灵感来自于阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论,该理论描述了运动给时间、距离和质量带来的影响,更接近光速的旅行将把宇航员们送到更遥远的未来,比如说1个世纪之后。虽然我们现在仍不能制造出可以如此高速运行的飞行器,但我们仍然能从相对低速的运动物体身上观察到这种效应。科学家们曾在超音速飞机上装上非常精确的时钟,在飞行结束后,他们发现时钟整整慢了1秒钟。

在爱因斯坦的广义相对论中,他预言,随着引力的增加,时间也会变慢。依据这个预言,有人提出这样的设想,也许我们可以利用宇宙中具有极大引力场的天体结构,比如黑洞,帮助年迈的老人重返童年。

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如果太阳突然消失,人类多久才能感知?

在大多数剧烈的爆炸中——假设那就是太阳突然消失的原因——任何喷出的微粒将总是比光速慢得多。所以很明显,在黑暗来临之前不会有来自于任何微粒的影响。

直到感觉到太阳的消失前,以光速传播的辐射仍会以X线形态到达地球,它加热了空气(由于它只不过是低能量的光)。由X外线的到来并做了这些事,一段时间后我们才感觉到太阳消失的影响。因为存在这个过程,一般认为在地球开始冻结之前太阳已经消失了大约一个星期了。所以在感觉到不同以前,你将会在一段时间内经历完全的黑暗。

 

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