军用直升机还在天上平稳的飞行,张启偶然看见沈军在读一本书,一看书名,原来是霍金着作的《果壳中的宇宙》
张启一笑,“你喜欢看这种书啊?”
沈军不好意思的挠了挠头,道:“让您见笑了,我就是看着玩儿。我自小对宇宙、黑洞、外星人感兴趣。”
陶黎纳接话道:“我也对宇宙感兴趣,特别是黑洞这种神秘的天体。”
谢郁文又来了提问的兴趣,她说道:“我打小就对黑洞感兴趣,我可以提一些问题吗?这些问题已经憋了我十几年了!”
张启等人看向她。谢郁文提问道:如果假设一个人,他可以抵御宇宙中的任何危害,比如不怕辐射、高压、高温,也能在黑洞外面站立不动,他仅仅不能抵御黑洞的奇点之力。比如他现在就站在黑洞的视界外面,用一根手指,慢慢的,轻轻的,伸进黑洞的视界。是不是感觉一股力量拉扯他的手指?组成他的手指的所有粒子,都立即只能向黑洞中心运动吧?假设这个人不会被引力拉进黑洞,他开始拼命拉扯回手指,也只能拉回半截消失的手指吧?他在拉回手指的时候,是感觉前端的手指一凉,立即失去了对手指前端的感觉,就是手指的前部分已经被分解了。还是感觉手指被巨大力量扯着往黑洞里面拖,然后他奋力回拔,感觉撕心裂肺的痛,然后收回半截手指?”
谢郁文眨了眨眼,“你们一定觉得我的问题很奇葩吧。我从来就是一个喜欢稀奇古怪的女孩!”
沈军苦笑了一下,“谢小姐,你的这种问题,其实我也想过,可惜我才疏学浅,无法解答这些问题。”
张启则道,“还是我来回答吧。”
大家都看向张启。他解答道:“郁文妹妹,在你所假设的情境中,当这个人的手指伸进黑洞的视界时,组成手指的所有粒子会立即受到极其强大的引力作用,朝着黑洞中心运动。
由于黑洞的引力极其强大且变化剧烈,在这种情况下,他不太可能有逐渐感知的过程,比如先感觉到一凉然后失去感觉,或者先被巨大力量拉扯再感到疼痛。
更可能的情况应该是,这个人的手指在瞬间就会被黑洞的强大引力分解和拉扯,其过程之迅速使得他几乎无法感知到具体的感觉变化。
需要注意的是,这只是基于假设和理论推测的想象情景,目前的科学认知和技术水平还无法对这样的极端情况进行实际验证。”
谢郁文思考了一会,又继续提问道:“那么,这种变化有多快?我问的是,手指被分解的速度。手指被分解后,粒子是以接近光速落进黑洞中心的奇点?”
张启回答道:“在这种假设的极端情况下,手指被黑洞分解的速度极其迅速,几乎可以说是瞬间发生的,难以用具体的时间数据来精确描述。
当物质被黑洞吸引并分解后,其粒子向黑洞奇点坠落的速度会越来越快,理论上在靠近黑洞中心时会接近光速。但要准确计算这个过程中的速度是非常复杂的,涉及到广义相对论等复杂的理论和数学模型。”
“哦”,谢郁文继续提问,“也就是说啊,如果一艘宇宙飞船想要探测黑洞的话,只要它刚刚进入黑洞的视界里面,就立即被分解成基本粒子。是不是这个意思呢?还是说宇宙飞船只是被黑洞的强大引力所捕获,永远无法返回外面,但是进入黑洞视界之后,并不会立即被分解为基本粒子,而是不断的往下坠落,到了最后阶段,才会被拉扯成基本粒子?”
张启解答道:“当一艘宇宙飞船刚进入黑洞的视界时,就会不可避免地被黑洞的引力所控制,最终大概率会被分解为基本粒子。
黑洞的引力极其强大,在接近黑洞视界时,飞船所受到的潮汐力就已经非常巨大。一旦进入视界,黑洞的引力会使得飞船所经历的物理过程变得极其极端和剧烈,分解的过程会迅速发生,而不是逐渐下坠到最后阶段才被拉扯成基本粒子。”
谢郁文又道:“我再确认一下,宇宙飞船刚刚进入黑洞视界的时候,很快就被分解为基本粒子了。那么,一个人站在黑洞的视界之外,用一根手指,慢慢的探进黑洞的视界里面,这根手指并不会被立即分解为基本粒子,而是会立即被切断,然后进入黑洞的那半根断裂的手指,就飞快的往黑洞内部的奇点处坠落,并不是马上就分解为基本粒子。是不是这样?”
张启摇了摇头:“不是的。在这种假设的情景中,当手指刚伸进黑洞视界时,不会立即分解为基本粒子,但分解的过程会很快发生。就是一瞬间的事情,快到以人类的神经系统根本察觉不到!就相当于手指马上被分解为基本粒子了。
手指被黑洞强大的引力迅速切断,切断的半截手指会在极短时间内受到巨大的潮汐力作用,导致其结构和组成被严重破坏。说它不会马上分解为基本粒子,这在理论上不太准确。实际上,在如此强大的引力作用下,从手指被切断的那一刻起,其分解为基本粒子的过程就已经开始,并且这个过程会在非常短的时间内完成。”
谢郁文又问道,“如果这根手指不是人类现在的形态呢?比如这根手指很先进,假设它的强度很高,是纳米材料做出来了的,或者拥有比纳米材料更高的强度。是不是它就是不一定被马上分解为基本粒子了?”
张启还是摇了摇头,道:“即使手指是由强度极高的材料,比如你假设的比纳米材料更强的高科技材料制成,当它伸进黑洞视界后,仍然会在极短的时间内受到极其强大的引力作用。
这种引力强大到足以克服几乎任何已知材料的结构强度,导致材料的原子和分子结构被迅速破坏,进而分解为基本粒子。尽管材料强度很高,但在黑洞的极端引力面前,可能也难以抵挡分解的命运。”
他又补充说道:“即使是一艘由高强度材料制成的宇宙飞船,在刚进入黑洞视界时,分解为基本粒子的过程也会非常迅速。
尽管具体的时间难以精确界定,但肯定是在极短的时间内发生。这个时间可能不是严格意义上的‘一瞬间’,但相比人类能够感知和测量的常规时间尺度,会短到可以近似认为是瞬间完成的。”
谢郁文不服气的问道,“那么,假设有一艘飞船,我们假设它已经属于宇宙中最厉害的飞船,总之,就是非常厉害的那种,而且它的尺寸非常的小,比一个原子还要小,甚至比一个夸克粒子还要小。它也进入了黑洞的视界,它的强度又那么高,我们是不是能假设 它并不并不会一下子,就是瞬间被分解为基本粒子呢?是不是能维持更长一段的时间呢?比如说维持个几分钟,甚至几个小时。”
张启道:“即使这艘飞船极其微小且强度很高,进入黑洞视界后,分解为基本粒子的过程仍然会非常迅速。
黑洞的引力极其强大,其作用效果并不取决于物体的大小,而是与物体与黑洞中心的距离以及黑洞的质量等因素有关。对于如此强大的引力,即使是比夸克还小且强度极高的飞船,也几乎会在瞬间受到无法抗拒的引力作用,从而导致其结构迅速崩溃并分解为基本粒子。
你假设的那种维持几分钟甚至几个小时不被分解的情况,在目前的科学理论框架下是不太可能的。