美科學家模擬人體落入黑洞後看到景象

2009-04-03 06:17 美國科學家一項最新模擬實驗顯示，人們落入黑洞後將看到的奇異景象，這項研究有助於物理學家更好地理解物質或能量進入黑洞後出現的反常狀態。不過，令人驚異是，科學家推斷，正確判斷黑洞內的物體距離，您將需要在額頭再加一個眼睛。

據英國《新科學家》雜誌報導，美國科羅拉多州大學安德魯-漢密爾頓(Andrew Hamilton)和加文-波爾希默斯(Gavin Polhemus)基於愛因斯坦的廣義相對論建立了一個計算機模擬系統，描述了重力如何扭曲空間和時間。

他們虛構了一個人類觀測者從太空軌道中落入一個太陽500萬倍質量的巨大黑洞，這個黑洞的大小相當於銀河系的中心。

當人體逐漸接近黑洞時，將會看到黑洞中包含著一些黑暗環狀結構，標識出「事件穹界 」(指黑洞的邊界)——沒有任何物體能夠逃離事件穹界的束縛。從黑洞後面的恆星釋放的光線將直接被事件穹界所吞噬，來自其他恆星的光線則僅僅被黑洞重力作用所彎曲，形成圍繞黑洞周圍的扭曲變形圖像。

事件穹界的史瓦西半徑(Schwartzschild radius)有1500公里，當人體進入黑洞穿越這一範圍時，你會感覺到永遠無法接近它，因此事件穹界會一直吞併你前方的光線，從你的視覺來看，你是永遠無法抵達事件穹界。

在計算機模擬程序中，漢密爾頓和波爾希默斯在事件穹界上標注紅色格子。當人體穿過史瓦西半徑，另一種視覺現象由浮現出來——一些白色格子圍繞著你所在位置，如果還有其他人一同穿過事件穹界，你將看到他們會跟隨著你一起墜入黑洞深淵。

這一奇特的景象意味著你到生命的最後一刻，此時你已非常接近黑洞中心，你將感覺到強大的潮汐作用力。如果你是腳向下落入黑洞深淵，重力在你頭部的作用力將比足部的作用力弱一些。

以一位觀測者的角度看，在頭部之上的光線被拉伸，逐漸過渡至紅色光譜範圍，最終紅移(光譜線移向紅的一端)進入空白狀態，人的整個視野將被壓縮進入一個「水平環」(horizontal ring)。

不過，令人驚異是，在科學家工作期間，他們推斷，正確判斷黑洞內的距離，您將需要有三個眼睛。通常看物體是利用我們的雙眼視覺。但在一個黑洞裡，空間被強烈的彎曲，光線路徑被扭曲。

漢密爾頓說：「我首先想到的是，這是不可能的，雙目視覺變得毫無用處」。而「這是一場偉大的啟示，我意識到，這僅僅是人類的限制。」隨著第三隻眼睛的特別觀察，他意識到，這將可以彌補重力扭曲，因此很好地判斷物體距離。

這項研究可能將揭曉黑洞的謎團，量計算將顯示出黑洞的複雜性，在早期的研究工作中，研究人員曾估算模擬實驗中在黑洞裡可能會形成更多的混亂信息，其數量遠超出觀測者所觀測到的信息。