美科学家模拟人体落入黑洞后看到景象

2009-04-03 06:17 美国科学家一项最新模拟实验显示，人们落入黑洞后将看到的奇异景象，这项研究有助于物理学家更好地理解物质或能量进入黑洞后出现的反常状态。不过，令人惊异是，科学家推断，正确判断黑洞内的物体距离，您将需要在额头再加一个眼睛。

据英国《新科学家》杂志报导，美国科罗拉多州大学安德鲁-汉密尔顿(Andrew Hamilton)和加文-波尔希默斯(Gavin Polhemus)基于爱因斯坦的广义相对论建立了一个计算机模拟系统，描述了重力如何扭曲空间和时间。

他们虚构了一个人类观测者从太空轨道中落入一个太阳500万倍质量的巨大黑洞，这个黑洞的大小相当于银河系的中心。

当人体逐渐接近黑洞时，将会看到黑洞中包含着一些黑暗环状结构，标识出“事件穹界 ”(指黑洞的边界)——没有任何物体能够逃离事件穹界的束缚。从黑洞后面的恒星释放的光线将直接被事件穹界所吞噬，来自其他恒星的光线则仅仅被黑洞重力作用所弯曲，形成围绕黑洞周围的扭曲变形图像。

事件穹界的史瓦西半径(Schwartzschild radius)有1500公里，当人体进入黑洞穿越这一范围时，你会感觉到永远无法接近它，因此事件穹界会一直吞并你前方的光线，从你的视觉来看，你是永远无法抵达事件穹界。

在计算机模拟程序中，汉密尔顿和波尔希默斯在事件穹界上标注红色格子。当人体穿过史瓦西半径，另一种视觉现象由浮现出来——一些白色格子围绕着你所在位置，如果还有其他人一同穿过事件穹界，你将看到他们会跟随着你一起坠入黑洞深渊。

这一奇特的景象意味着你到生命的最后一刻，此时你已非常接近黑洞中心，你将感觉到强大的潮汐作用力。如果你是脚向下落入黑洞深渊，重力在你头部的作用力将比足部的作用力弱一些。

以一位观测者的角度看，在头部之上的光线被拉伸，逐渐过渡至红色光谱范围，最终红移(光谱线移向红的一端)进入空白状态，人的整个视野将被压缩进入一个“水平环”(horizontal ring)。

不过，令人惊异是，在科学家工作期间，他们推断，正确判断黑洞内的距离，您将需要有三个眼睛。通常看物体是利用我们的双眼视觉。但在一个黑洞里，空间被强烈的弯曲，光线路径被扭曲。

汉密尔顿说：“我首先想到的是，这是不可能的，双目视觉变得毫无用处”。而“这是一场伟大的启示，我意识到，这仅仅是人类的限制。”随着第三只眼睛的特别观察，他意识到，这将可以弥补重力扭曲，因此很好地判断物体距离。

这项研究可能将揭晓黑洞的谜团，量计算将显示出黑洞的复杂性，在早期的研究工作中，研究人员曾估算模拟实验中在黑洞里可能会形成更多的混乱信息，其数量远超出观测者所观测到的信息。