如果你在黑洞上活了一個小時，又健康的回到了地球，那麼地球過了多長時間？

06-01

人怎麼可能掉進了黑洞裡面還能完好無損呢？

在黑洞裡面，是沒有時間概念的，一個人如果被黑洞引力吸引，那麼他就會慢慢被扯進黑洞裡面，整個人變得越來越苗條，就像一根麵條一樣，黑洞是宇宙中最可怕的天體，它強大的引力足以撕碎一切物體。況且黑洞裡面溫度非常高，人要是進去了，分分鐘化成灰。

黑洞並不是一個可以看得見的星球，也並非像一個球一樣，它看起來就像是一個洞，一個可以吞噬一切物體的洞。這個洞的中心，是一個點，這個點質量巨大，體積無限小，引力無限大。黑洞並不能被直接觀測到，我們看到的各種圖片中的黑洞其實都是想像出來的樣子，巨大的「球體」不過是它的視界面，在這個面里，光都無法逃逸。

在黑洞裡面，最明顯的就是時間減緩，我們都知道光速不變理論，在黑洞裡面，光子移動的速度一樣是光速，但是對於光子來說，時間變得異常緩慢了，即使速度如此之快，光子也無法逃逸。

這麼說來，人是不是就沒有辦法看到黑洞內部是什麼樣的了嗎？還真不是，雖然我前面說的也沒有錯，按照常理來說人不可能完好無損地在黑洞中生存，但是黑洞異常奇怪，人在沒有進入黑洞的時候就已經被撕裂了，但是有一些科學家提出了一種觀點就是人在進入黑洞的那一瞬間現實就一分為二了，在一種場景下，你人被撕裂了，而在另外一種場景下，可能毫髮無損，這不是沒有可能的，黑洞內部的空間是四維的，強大的引力引起的時空變形，空間可以變形，時間也可以，有可能在黑洞中你是永恆的。但是對於看著你進入黑洞的人來說，你已經被黑洞拉成一根麵條了，在別人的眼中你已經死了。

所以說，在黑洞中的畫面是很難說的清楚的，在黑洞中的你，在別人的眼中已經死去，但是對於你自己來說，你還可能在黑洞中永存，至於在黑洞中的一小時又是什麼概念呢？黑洞中沒有時間概念的，不管是一小時或者是一秒鐘在黑洞中都沒有區別也沒有意義，很可能你出來之後地球根本就沒有變多少，還有可能是你出來之後太陽系甚至是宇宙都不復存在了。

如果你在黑洞上活了一個小時，那麼地球過了多長時間？

其實看過《星際穿越》的朋友都知道，即使在距離黑洞「卡岡圖雅」很遠的米勒星球上，那邊的一小時就相當於地球上過去了七年！可想而知在黑洞里呆一小時，這對於地球是多久哈....當然這並不是瞎猜，廣義相對論里早已有給我列好了計算公式！

當然了解黑洞引力與時間關係的朋友，即使目測也會發現其實米勒行星上的時間交換比和它所在的位置是不成正比的！也就是說米勒行星上的一小時和地球上比起來大概也就1-2小時之間，最多也不會超過太多！那麼在視界位置能達到這個效果嗎？或者說這個交換比是多少？

t為黑洞內的時間體系，T為觀測者時間，G為萬有引力常量，M為黑洞質量，r為所處半徑，c為光速！

這些參數里：

萬有引力常量：G=6.67259×10^-11N·m2/kg2

黑洞質量：一般原生黑洞質量為太陽的3.8倍

黑洞的視界：R=2GM/c^2

太陽質量為：1.9891*10^30千克

那麼視界為：R=2×6.67259×10^-11*1.9891*10^30×3/299792458^2=265448975380000000000×3/89875517873681764=8860.55M

這個黑洞的史瓦希半徑大概是8.8KM

那麼我們來計算下時間看看，在這個史瓦希半徑處時間流逝交換比是多少？

t=1√1-265448975380000000000×3/8860.55×89875517873681764=1√1-796346926140000000000/796346519895650954010.2=1√1-1.0000005101351470704259697432536=∞

計算的結果是，在史瓦希半徑處時間已經接近無窮大，其含義很簡單，即黑洞內流逝的時間無法計數的，任何可計數時間對於外界來說都是無窮大，因此當某人在黑洞內過了1小時之後，那麼出來他將發現宇宙也許已經變了模樣，地球可能早已不再......！！

其實現實中案例也很多，比如GPS定位系統的衛星原子鐘就比地面上的要快一些（大約是45微秒/天），因為它比地面更遠離地球這個引力中心！

黑洞是廣義相對論中的特殊天體，我們至今沒有真正觀測到過。這也是「黑洞」名字的由來，這種特殊天體有極大的質量和密度，導致它的逃逸速度大於光速。光都無法從該天體中出來。

但是黑洞對周圍時空的影響留下的痕迹，我們已經確認這種特殊天體的存在。大多數黑洞都是由大質量恆星演化到生命後期經過超新星爆炸形成。它們使時空發生彎曲，從廣義相對論出發，時空彎曲的曲率越大時間流逝速度越慢。更簡單的說就是引力越大，時間越慢。

在《星際穿越》中主角一行人去到繞黑洞公轉的行星，在那裡一個小時的時間等於地球上的七年。而如果一個人可以去到黑洞的視界上，那裡的時間無限接近於靜止，如果我們能觀測到他，我們可能會發現他靜止在那裡一動不動，或者花1000年的時間他就眨了一次眼睛。

反過來說，他並不會感覺到自己的時間流逝速度變慢了，他在那裡的一個小時地球上可能數億年都過去了。甚至是太陽系都不存在了。這就是廣義相對論的時間膨脹效應。

這種廣義相對論的時間膨脹效應在我們日常生活中也會用到，例如我們的手機導航如果沒有進行時間調整，將會產生極大的誤差出來。衛星在軌道上飛行它的時間需要經過引力及速度影響的校核。

圖片來源網路侵刪。這裡是科學黑洞，歡迎來關注我們！

黑洞，其實本質上與地球沒有什麼區別，也是一種天體，只不過質量和引力極大，以至於什麼事物都逃脫不了它的「魔掌」，被黑洞強大的引力捕獲！

所以從這點上來看，我們是無法在黑洞上活上一小時的，它無比強大的潮汐引力會瞬間把我們撕碎。理論上我們只能盡量靠近黑洞，但是不能越過黑洞的「事件視界」，否則我們將永遠回不來了！

根據愛因斯坦的廣義相對論，引力的大小可以影響時間的流逝，引力場越大時間流逝就相對越慢。所以距離黑洞越近感受到的引力就越大，時間流逝就越慢！

科幻電影《星際穿越》裡面主人公在黑洞附近過了一小時，地球上就過去了7年！所以理論上可以去距離黑洞更近的地方帶上一小時，地球上的時間會過去更久！

但同樣是《星際穿越》，最後男主角穿越了黑洞，不過他沒有被黑洞的強大潮汐引力撕碎，而是進入了五維度時空！不過這種情節已經屬於科幻的範疇，不再屬於科學！

黑洞是時空曲率、引力大到光都無法逃離的天體，在黑洞內部，時間流逝極慢，在奇點處，時間與空間終結。

我們知道引力大的地方時間流逝的就慢，天上的定位衛星也受此影響，由於遠離地表，受到的引力會變小，所以時間的流逝會快個45微秒左右，但即便如此，也得消除這個誤差，否則定位的精度就會大大降低。

而這裡僅是地球附近，如果在太陽附近，時間流逝更慢，但慢的還是沒有那麼的明顯。

黑洞是大質量恆星演化末期超新星爆發後的產物，通常未爆發之前的恆星質量達到了30倍以上於太陽質量。我們知道，引力的大小不僅與質量有關係還與密度有關係，而黑洞內部奇點處密度極大，所以引力才如此之大，進入到黑洞事件視界內時，感覺更為的明顯。

如果一顆星球被黑洞吞噬，星球則會碎裂，環繞黑洞形成一個吸積盤，然後慢慢的吞噬掉，匯聚於奇點處。

如果人可以安然無恙的進入黑洞中，然後在出來，地球上可能已經過去了數萬年，如果你離奇點更近一些，或再近一些，等到你出來一看，地球上曾經的一切都不復存在了，數十億年已經過去。

黑洞有一個視界，視界之內光都逃不走，視界之外則時間流速較慢。視界把黑洞和我們的宇宙分為兩個獨立的時空，成為兩個獨立的系統。

關於黑洞外部的時間流速，無用質疑比地球速度慢，就像<星際穿越>中庫伯在黑洞旁邊時，其時間可以達到地球7年，其才過1小時的比率，可見黑洞改變時間之威力。但是在黑洞內，時間是完全可視化的，庫伯可以看到地球的過去和現在，他甚至可以通過引力去改變過去。也就是說，黑洞內的物理規律和黑洞外的完全不同，黑洞內部時間存在的方式也和外面不同，我們甚至不能夠理解黑洞內部的時間定義。

庫伯進入黑洞出來後，其女兒之所以變老，是因為庫伯進入黑洞視界之前的時間膨脹效應導致的，而非進入黑洞後時間不同導致。黑洞中的時空和外面的時空完全不對稱，所以，進入黑洞後，即便你經歷的時間再長，你都可以隨意選擇一個宇宙的時間點出現。這就像兩個時空的時間線，可以通過蟲洞任意相交，而非有一個固定的時間比率。

所以，進入黑洞1個小時後，你可以選擇出現在地球的任意時間點出現。當然這個時間點只能夠選擇你進入視界之後地球上對應的時間。

暫不說其他因素，按照廣義相對論，引力場越強的地方時間過的越慢，由於題目里的一個小時是你站在黑洞附近時間，比如手錶分針轉一圈，相對而言，地球上的時間正在極速流逝，可能是一年，也可能是一億年。

開頭說的黑洞附近，實際上是指黑洞的事件視界，這是一個空間範圍，如果有物質踏入事件視界的邊上，那就再也逃不出黑洞了，包括光。因此題目中的「你」應當是站在事件視界外面一點點，否則你是不可能再健康的完好的回到地球。

就如狹義相對論有時間膨脹公式一般，這裡的時間變慢也是有公式的，如下圖

這是一個史瓦西黑洞附近的時間變化公式，對於地球附近也可以用這個描述，比如GPS就考慮到了這點，因此它的時間需要用相對論來修正。

期待您的點評和關注哦！

根據廣義相對論，對於處在不同強度的引力場中的觀察者而言，時間流逝速率是不一樣的，弱引力場中的觀察者會測得強引力場中的時間過得更慢，這就是引力時間膨脹效應。由於黑洞附近的時空受到了強烈的扭曲，而地球附近的時空受到彎曲的程度較小，所以地球上的觀察者會認為黑洞附近的時間過得很慢，並且越靠近黑洞，時間流逝速率越慢。

由於黑洞強大的潮汐作用，人在接近黑洞事件視界的過程中，身體不同部位受到的引力作用相差很大，從而導致身體被扯碎，俗稱「義大利麵條化」。因此，正常情況下，人是無法完整地近距離接觸視界。但我們可以考慮靠近黑洞的情況，如果有人乘坐宇宙飛船在黑洞周圍飛了一小時，那麼，地球上的人會認為宇宙飛船在黑洞周圍的飛行時間遠不止一小時的時間，具體多少要看有多接近黑洞。例如，在《星際穿越》中，一顆行星近距離環繞黑洞運行，在這顆行星上過一小時，等同於在地球上過了七年，引力時間膨脹效應相當顯著。至於被視界包圍住的時空，我們還沒辦法知曉究竟是怎麼回事。如果不考慮人被黑洞撕碎的情況，在黑洞視界附近待一個小時再回來，地球上早已是滄海桑田。

事實上，引力時間膨脹應在地球上也能表現出來。例如，由於GPS衛星遠離地面，受到的地心引力相對較小，導致GPS衛星攜帶的時鐘每天比地球表面上的時鐘快了45微秒，這個誤差對於定位而言是不能忽略的，必須要消除掉。

在黑洞上根本沒有時間，1小時不知是哪裡的時間，如果你帶著鐘錶去的，鐘錶根本不走。你和鐘錶相當於沒去過黑洞，因為黑洞不但沒時間，也沒空間。也就是說你和鐘錶在黑洞沒存在過。這種情況有兩種解釋，一是你根本沒去過黑洞，二是去了就犧牲了，沒有了，連個渣渣也沒剩下。所以這個問題不成立，另外我很感興趣的是你怎麼去的？又是怎麼回來的？這些時間算不算？

對於科學家來說，黑洞一直是一個未解之謎；對於普通大眾來說，黑洞更是帶有許多神秘的色彩。有人會有擔心和疑問，如果人掉入黑洞，究竟是會被立即撕成碎片，還是會安然無恙毫髮無損？沒人會知道答案。

愛因斯坦曾經告訴我們，重力會導致時空扭曲。當一顆超大質量恆星燃料燃燒殆盡的時候，就有可能產生某種足以導致世界扭曲的極端密度。當它的質量衰減到一定程度時，就會向內塌陷，空間也就隨之扭曲。引力場變得異常強大，以致於沒有任何光線可以逃離，就會使得原恆星所在區域變得異常黑暗，也就是所謂的黑洞。黑洞的邊界可以抵消光線企圖逃離的力量。越接近黑洞邊界，越是無處可逃。黑洞邊界充滿了能量，邊界的量子效應產生了熾熱粒子流，並向周圍的宇宙空間輻射開來，這就是所謂的「霍金輻射」，這是以著名物理學家史蒂芬-霍金名字命名的。在足夠長的時間內，黑洞將輻射消耗完自身的全部質量，並隨之消失。

如果你能夠深入到黑洞之中，空間將變得越來越彎曲，直到黑洞的中心，空間就已變成了完全的扭曲。這是一種奇怪的現象，因為時空已經不代表任何意義，我們所知道的物理學定律將不再適用。黑洞中究竟發生了什麼？沒有人會知道。黑洞的內部，一直是一個謎。

假如你意外掉入了宇宙中的某個黑洞，將會發生什麼呢？首先，讓我們假設你有一個名字叫安妮的同伴。當你在掉入黑洞時，她正處於安全的範圍以外，而且親眼目睹了這恐怖的一幕。從她的角度來看，所有事情都將變得極為神奇、怪異。

黑洞邊界並不是某種固體障礙。

當你向黑洞的邊界不斷加速掉落時，安妮會看到你的身體不斷伸長並開始扭曲，就好比她正通過一個巨型放大鏡在觀察你。此外，你距離邊界點越近，你前進的速度看起來變得越來越慢。你也無法向她喊話，因為那裡沒有空氣。當然，你可以用你的手機向她發送閃光信號，比如摩爾斯電碼。不過，你向她發送的信號可能會傳輸很慢，很遲才到達她那裡，因為光波也被拉伸扭曲，並被降低了頻率，比如這樣，「一切都好，一..切..都..好，一...切...都...好，......」。當你到達邊界點，安妮看到你變得靜止，就像是有人按下了停止鍵。你靜止在那裡，沒有任何動作，身體沿著邊界不斷拉伸，並被熾熱的火焰所吞噬。在安妮看來，因為空間的拉伸、時間的停止以及霍金輻射的火焰，你已經慢慢地消失了。甚至在你越過黑洞的邊界之前，你就已經化為灰燼。

在為你準備葬禮之前，讓我們先忘記安妮，再從你自己的視角來回顧整個過程。在你自己看來，是不是也有更加神奇的事情發生呢？答案是沒有。當你向這個宇宙中最為不祥的目的地不斷加速前進時，你沒有任何碰撞或不安的感覺，當然沒有拉伸、變慢的變化或可怕的輻射。那是因為你正處自由落體運動過程中，你沒有感受到任何重力，這也是愛因斯坦所認為的自己「最愉快的想法」。

霍金輻射自黑洞邊界噴出。

畢竟，黑洞的邊界並不是漂浮於太空中的一面磚牆，它是透明的、無形的。黑洞之外的觀察者無法看透它，但是對你來說不是問題，因為你並沒有感覺到那個邊界的存在。當然，如果黑洞較小，你就會遇到難題。如果你的腳部的重力遠大於你頭部的重力，那麼你就會被拉抻成一段義大利麵條那樣的形狀。不過，幸運的是，你遇到的是一個大黑洞，一個比我們的太陽要重數百萬倍的黑洞。因此，那種會將你拉成義大利麵條的引力差別已小到足以忽略。

一旦掉入黑洞，你將永遠無法出來。

事實上，在一個足夠大的黑洞中，你甚至可以正常地度過餘生，直到抵達黑洞的奇點時死亡。你也許會想，這樣的生命究竟正常到什麼程度？畢竟你會被吸入時空裂縫，會違背你的意志，更無法回頭另擇出路。但是，你要考慮到，你的感受並不是來自空間體驗，而是來自時間。時間只能向前，永遠無法回頭。這並非僅僅是一個類比。黑洞扭曲了時空到一個如此極端的程度，以致黑洞內部的時空完全互換了角色。從某種意義上講，是時間將你拉到了黑洞的奇點。你無法轉向，也無法逃離黑洞，就好比我們無法回到過去一樣。