飛船不可以飛出黑洞的視界嗎?

首先,先問是不是再問為什麼。我也不知道是不是,但是至少我所了解的知識基本都不認為飛船可以飛出黑洞。
然而(以下內容很不嚴謹)按照高中物理的說法,黑洞的表面環繞速度是c,但是飛船並不需要環繞它,只需要衝出來就可以了。例如(不知道可否類比)地球的第一宇宙速度是7.9km/s,但是向上以任何速度東西,它都可以飛出一段距離。另外飛船並不是全靠動能來對抗引力,它還可以向前推進自己。假象一個足夠大的黑洞,事實上表面的引力並不會很大,飛出去完全可行。
再考慮一個向外射出的光子,它受到的引力並不能改變它的速度,只會讓它紅移,也完全可以飛出黑洞並被觀察到。(所以黑洞為什麼是黑的?)
是廣義相對論阻礙了這些過程嗎?
民科的標籤是我自己加的,因為確實是我純粹的腦洞。


這麼說吧,假如忽略掉黑洞引力導致背面光線彎曲的視覺效應,黑洞在你眼裡應該是一片黑乎乎的。

假如你逐漸接近黑洞視界,也許你會覺得按照幾何學,你「看」到的黑洞逐漸佔據你一個半球的視野,就像我們站在大地上,地球佔據我們一半的視野一樣。

可實際上,黑洞的引力會扭曲周圍的空間,隨著你逐漸接近黑洞,你「看」到的黑洞會迅速增大,在你距離視界還有一定距離的時候,虵就已經佔據你一半的視野,而隨著你繼續接近視界,你「看」到的黑洞也就變成一張大嘴,在逐漸「吞噬」你,你只有背面的小幅面積還能看到周圍彷彿被壓縮了的星空,等你抵達視界,你周圍所有的方向就都指向黑洞,不會有外面了。

PS:
因為霍金輻射,黑洞也是有壽命的,因為你進入黑洞的視界,黑洞的質量增加了一點點,也就是說,你為黑洞續了若干秒。


不太恰當的比方,到了北極就沒有北了,往哪個方向都是向南。
到了黑洞視界以內就沒有向外了,哪個方向都是向里。


黑洞不是經典力學可以解釋的天體,高中你學到的黑洞物模型實際上是錯誤的。史瓦西半徑的條件也不是環繞速度。
正面回答的話,黑洞扭曲了時空,使得視界內的空間封閉了,也就是你如果進了視界,就再也找不到視界了,正如你找不到你的昨天,它只存在於你的「過去」。
可以這樣理解,黑洞扭曲的時空,把原空間的一個空間軸和時間軸對換了,而這個空間軸的逆向正是離開黑洞的方向。你能在此見到原宇宙的過去與未來,卻找不到離開新宇宙的方向。
也許,我們其實也在一個黑洞的內部奔向它的消亡。


簡單的說,題主之所以有這樣的疑問,是因為題主像絕大多數人一樣,並沒有了解和理解「空間」是什麼。題主理解的空間完全是經典物理里的概念。而相對論里,空間,物質,能量,可以當做是一碼事。物質是空間的「褶皺」,能量只是物質的一種存在形式。

題主理解的,司空見慣的空間是平直的,各向同性的。而相對論里的空間,是可以被物質/能量拉扯或者擠壓的。


不能,你加速到一定程度就能飛出宇宙嗎?


http://www.bilibili.com/video/av4813148
可以看看這個簡單的視頻。
想弄明白的話,至少要簡單了解相對論,時間、空間都是相對的。
就我的理解,黑洞是空間扭曲閉合形成的有限但無邊界的物體。大小有限但沒有邊界。
從一維開始,一根線,如果把兩頭結在一起形成一個環,那就是有限但無邊的。線上的物體,永遠無法離開線。
然後是二維,一個面,如果閉合形成一個球面,還是有限無邊的。你能找到地球的邊界在哪嗎?在地球表面移動,永遠無法立刻地球表面。
最後是三維,如果是一個三維的空間閉合了呢?同樣是有限但無邊界的。也就是說根本就沒有所謂的邊界,沒有裡面、外面的區分,你怎麼離開?


你以為火箭就是一直朝天上竄的嗎……


黑洞視界內是什麼樣子,誰都不知道。

理論上算出的黑洞奇點其實像極了我們宇宙大爆炸那個最初的點。

所以不妨假想一下,視界內就是一個新的宇宙,這個宇宙的維度可能和我們宇宙不同,因為理論上在我們這個宇宙的定義下黑洞視界內的時間應該停止的。但並不妨礙我們類比這2個宇宙,理論上我們的宇宙是有限而無邊的,什麼概念呢?就是不管我向哪個方向走,最終會回到原點。就像2維的地球面,沿著某個經緯線走,最終也會回到原點。

所以你的問題可以轉換為飛船可以飛出我們的宇宙么?這下你就知道難度了,因為現在你連「宇宙外部」都沒法定義,你怎麼飛出去?

至於為什麼你能進來卻不能出去?或許你進不去(黑洞會首先將你分解成純粹的能量體再做空間展開),或許有出去的方法,但目前人類無法理解,無法想像,或許世上真有東西就是絕對單向的,只能進不能出。


簡單來說,黑洞的逃逸速度超過光速了


引力是三維空間向四維空間彎曲的現象(現在我姑且這麼認為-_-||……),而黑洞就是這種現象的極致,三維空間完全封閉成一個牢籠,就像二維上你把一張紙彎曲成一個空心球一樣。不過既然是封閉的空間為什麼可以進來卻不可以出去呢?這就是黑洞「視界」的定義了(應該),從外面來看,你墜入視界前時間將停止,永遠也無法墜入,但你自身來看,你一直在下墜,從沒有停止。

這兩者看著是因果矛盾,但實際上根據相對論當出現「某個地方時間比平常慢」時,這兩者時間的不同時性實際上已經造成矛盾產生了,黑洞不過是這件事情的極致,只能說三維空間上我們看似不合理的事情之於四維,就像二維空間經常用來舉例的那個紙上的小人經歷三維摺疊一樣,感覺非常奇怪,但從高維上看可能非常合理。

根據問題的思路,樓主你假設飛船有速度,和引力對抗要是還擁有向外的速度的話遲早會飛出黑洞的。但是當你規劃好路線後,答主們用激光筆朝你要前往的路徑方向上射出一道光線,光線發生了扭曲,折回了原處,根據光速不變定律真空中無論你在哪個地方你的速度都不可能超的出光速,所以答主們告訴你沿著這條路徑前進即使達到光速你也只能和這道光線走一樣的路徑,但當樓主看到光路往左彎曲了,我估計樓主又要想要是飛船右飛是不是可以衝出黑洞了?然而用激光筆在各個點向各種方向射出了光線,發現光線都會發生彎曲,最終指向黑洞內側。於是樓主不打算直線前進了,蛇形前進總該能出去了吧?但嘗試後發現飛船一直在左右擺啊擺啊,就是沒辦法前進一步……


引力那麼強的地方,你可以在一瞬間看完宇宙的未來


是黑洞將周圍的空間彎曲了,你以為在飛直線,其實就是在畫圓,就像沿著赤道走,以為是走直線,其實就是在畫圓。這也是光飛不出來的原因。


視界之內時間是停滯的。不是飛船不想飛出來啊,是沒有時間讓它飛。


關於黑洞,有兩個概念:
1、黑洞為什麼形成。
2、黑洞的視界。

1、黑洞為什麼形成?
比如一個恆星,當熄滅後溫度降低,恆星的粒子沒有速度來抵抗引力,當然會塌縮。當恆星的質量足夠大,那麼,引力打過了包括電磁力、電子簡併壓力,強核力弱核力等所有力,沒有力可以大到和引力對抗,那麼,原子、中子、質子、電子都將不復存在,它會縮小成一個無限小的點。

2、黑洞是無限小的。那麼,按理說,不會有體積大小之說。所謂黑洞的大小,指的是黑洞的視界。也就是外部看不到它的邊界。
一束光照向黑洞。恰好是黑洞視界的切線,那麼,黑洞的引力,讓光產生一定的偏轉,如果偏轉的弧度大於黑洞視界的弧度,那麼,光就會進入黑洞的視界內,光自然就無法從黑洞逃逸了。

很明顯:越大的黑洞視界,弧度越小,也就是需要越小的引力就行。

也就是:存在巨大引力的範圍,和視界的邊界,兩者並不一致。

如果我們仔細研究1和2,會發現兩者的定義是不一致的!
如果以外面看不到就算是黑洞,那麼:黑洞的視界和黑洞內未必會有很大的引力,其內部也未必會存在一個無限小,引力很大的奇點。
當然,如果質量足夠小,那麼,兩者是一致的。經過簡單的計算,就可以得出,小黑洞必然會有奇點。但是大黑洞卻未必有。
比如:已知宇宙,按照它的質量所計算出的黑洞大小,就大於現在宇宙的大小。

簡單的計算,就可以得出為什麼會出現兩者的不同。

當然,如果奇點的定義,不是無窮小,引力無窮大的區域,而是黑洞視界外無法得知運行方式的區域,那麼,自然大黑洞也會存在奇點。

我有整塊的時間的時候,再來補充我上面說的這個簡單的結算。如果有人感興趣的話。

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注意:只會背書的那一些人,就不要在評論中發言了。那些書我也會背,不要在這裡多此一舉了。謝謝。


題主產生困惑的根源在於你理解的黑洞是拉普拉斯的黑洞模型,這個模型仍然屬於牛頓力學範疇。拉普拉斯設想的黑洞的逃逸速度跟題主提到的「宇宙速度」是一個概念,在這個黑洞里,飛船確實可以飛出去,即使速度只有1m/s。雖然拉普拉斯預言的黑洞最小半徑跟廣義相對論中的施瓦西半徑大小相同,但定義方式有很大差別。後者從原則上禁止一切視界內的物質越過視界(從經典的觀點來看)。對於沒有學過黎曼幾何的題主來說,只要知道進入到視界內以後,空間變成時間,時間變成空間就夠了。時間只能向前,所以視界對旅行者而言變成了過去,奇點是他唯一的歸宿。如果你又要問空間怎麼會變成時間,是怎麼變的,那就只有老老實實去啃廣義相對論課本了。


黑洞不是黑的,黑洞是一個質量無窮大的點,因為光子也無法逃脫其引力,所以進入黑洞後,應該充滿了光。即使你進入黑洞的速度是光速,你也沒法到達「終點」,我也不是很懂,是因為時間空間崩潰了嗎?


速度無法達到光速
即使速度方向不是單純的環繞也沒用
視界里黑洞本體有很長的一段距離類似於原子核和核外電子


題主,你的這些想法思路還是停留在平直空間中,就是我們所在的世界的樣子,這種想法實際上隔離了時間和空間的概念,還停留在經典力學的世界裡。實際上用這種思路理解黑洞這種東西完全行不通。
一個平靜湖面,你可以直直朝任何方向游,游的路徑都是直線(類比地球上的光射出去就是直的),但是如果湖面上有一個漩渦,你即使游直線其實真實路徑也被水流折彎了(類比大質量天體附近的時空扭曲),如果這個漩渦的水流徑向速度很大,大到光速,你朝任何方向游都是在游向漩渦(類比黑洞)。
加班呢,後面再更吧


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