黑洞真的是吞噬了物体吗？

guaigege

话说黑洞引力极大，能吞噬任何物体。又因为引力越大，时间就流逝的越慢。那是不是"吞噬"只是表象，而真正的原因却是因为进入黑洞的物体时间过得太慢（几乎是停止），而我们没有那么多的时间去等待物体离开黑洞呢？
看到楼下一些回答表示捉急。所以补充：对于我们来说，是否到目前为止不曾有任何物质穿越视界坠入黑洞内部？如果黑洞是靠吸入物质长大的话，那么是不是现在应该不会有黑洞长大过？

cornil

“谈广义相对论（GR），不谈观者的都是外行”———来自中科大某广相讲师原话（真的只是讲师）

回归主题，“是否到目前为止不曾有任何物质穿越视界坠入黑洞内部？如果黑洞是靠吸入物质长大的话，那么是不是现在应该不会有黑洞长大过？”，或者换一个更深入的问题，如果在黑洞形成的过程中引力就不断增大，引力红移不断增大，对于外部观者，“会不会根本形成不了黑洞？”。


这就要回归到1939年“原子弹之父”——J. R. Oppenheimer（奥本海默）的文章On Continued Gravitational Contraction, J. R. Oppenheimer and H. Snyder
Phys. Rev. 56, 455 – Published 1 September 1939


他的摘要是这么写的：



他的观点是：
在comoving observer（共动观者）看来，恒星会坍缩成黑洞，耗时大概几天时间；
在external observer（外部观者或无限远观者）看来，恒星永远不可能坍缩到小于引力半径，而是渐进趋向于引力半径。

当然，这篇文章，引来了无数的争论。高能物理所张双南研究员（准院士，量子力学奠基者 狄拉克的学生 的学生），就提出来反对意见。
文章传送门：https://arxiv.org/abs/1003.1359
张老师的思路大概可以解释为（说的不对的话，请指出）：在外部观者看来（共动观者没什么争议），抛入黑洞的粒子即使没有落入黑洞中也会增加黑洞的引力，因此会扩大事件视界面的半径，因此事件视界面会淹没那些渐进于视界面上的粒子。也就是说粒子最终还是落入了事件视界面中了。



（张老师论文中的插图，左边是共动观者测量的粒子的世界线，右边是外部观者测量的粒子的世界线）

红娘看破

短回答：会，也不会，取决于你从什么地方观察。

如果你感到困惑，请看长回答。


有一天，猫在太空中追逐老鼠（这是两只可以在太空中飞行的神奇动物）。老鼠走投无路，一头跳进了黑洞，而猫则留在远处观察。我们来看看在这一事件中，猫和老鼠分别会看到什么。

随着老鼠靠近黑洞，引力越来越强，而且引力增加的梯度越来越大。到了一定距离，对小型的黑洞，老鼠头部受到的引力远远大于尾部。巨大的引力差会把老鼠拉长。物理学家把这种现象叫做“面条化”（spaghettification，这个单词来源于spaghetti，意大利面）。而大型黑洞引力增加比较平缓，可以让老鼠安全的跳进去。

从猫的角度观察，老鼠向黑洞跌落的速度愈来愈慢，而且老鼠身上发出的光越来越红，原来越暗，最后渐渐消失。猫不会看见老鼠进入视界。这是因为，距离黑洞越近，引力越大。由于巨大引力场扭曲时空的效果，时间变慢，所以猫会观察到老鼠跌落的速度降低。对于光来说，变慢的时间降低它的频率。所以老鼠发出的光向低频方向移动。这种现象称为红移。

需要注意的是，红移和蓝移并不一定是光的颜色变红或变蓝，而是指频率变化。红移是频率降低，蓝移是频率增大。

图片来自电磁波_百度百科

猫能看到老鼠是因为来自老鼠身上的可见光。由于老鼠位置时间变慢，光频率降低，可见光红移成为红外线，微波，无线电波，最后频率降至无限低，我们就可认为光已经不存在了。不但猫的眼睛，任何观察仪器都看不到了。这时，在猫的时间线上，或者说在离黑洞足够远的整个宇宙中，老鼠仍然在缓慢跌落，直到最后停止在黑洞视界。从猫的角度来看，老鼠已经停止了。就算等到时间的尽头，老鼠也不会掉进视界。

从老鼠的角度来看，它不会感觉自己向黑洞跌落的过程有任何异常，就像从高处跌落地面一样。它清晰的知道自己穿过视界，进入黑洞内部。所以对于老鼠来说，穿过视界这一事件（event）必定发生，而对于黑洞外的猫来说，这一事件不会发生。这就是视界（event horizon）这一名字的来历：这是一个事件的边界，边界内发生的事件对于边界外的观察者来说，永远不会发生。


在穿过视界一瞬间，如果老鼠回头看的话，他会看到外面的宇宙迅速的发展，恒星耗尽燃料爆炸，银河系和仙女座星系碰撞，所有恒星熄灭，宇宙变得一片死寂。当然从技术上说，它看不到。从外部射进来的光会因为蓝移变成高频的伽马射线，不但无法辨认有效信息，还会把老鼠烤熟（可以认为它在短时间内接收到了宇宙无限长时间内发出的能量）。

最后，回到对问题的回答。

黑洞会吞噬物体，如果你是那个物体。
黑洞不会吞噬物体，如果你不是那个物体。

zero_river

昨天回答了平行宇宙提到了虫洞，今天给题主解答一下黑洞

黑洞，已经能确定99.9999999%存在了【数字纯属瞎编】
那么关于黑洞事实的推论目前我就只知道这几种，当然，都是推论，其实题主进去一下就知道黑洞会不会吞噬了。

史瓦西黑洞
特征：不旋转，不带电
这个黑洞是普遍传播最广的黑洞理论，就是人们认为的撞上去就要死（落在奇点上，信息通过霍金辐射发出）的黑洞，巨大的引力会将题主撕成碎片。就像这样


这样的黑洞必须满足一颗星球坍缩到自己的史瓦西半径之下（这不是一个定值，比如太阳要变成直径3公里的球体就可以成为黑洞了，而地球。。。。要坍缩到大约9毫米）【想想地球变成9毫米大小。。。太恐怖了】如果题主有兴趣，可以自己算算其他东西的史瓦西半径（rs是史瓦西半径，以米为单位；M是质量，以千克为单位；G是万有引力常数，为，）

R-N黑洞
特征：不旋转，带电
这个黑洞有点奇妙，说不清楚，直接画图


就比如说题主的飞船，一点进入了外视界，就会有引力驱动进入内视界，但是一旦进入内视界，题主又恢复了控制，题主不主动的话是不会撞上奇点的【头晕了？没事儿，想不出来就撞吧】这时飞船就很可能困在里面了，但是不用担心，经过理论证明很可能内视界里面存在一个白洞，这个白洞就会带你穿越带你飞了，就可能出现在另外一个宇宙了。

克尔黑洞
特征：旋转，不带电
这个黑洞更加奇妙，应该说奇异，画图。。。。【画着图好累啊】

这个。。。甜甜圈，进入外视界后，飞船就会在外视界和奇点的夹层（这个夹层学名叫能层）中一直旋转，转啊，转啊，就以光速转啊。在转的过程中，题主就有可能撞上奇点（对，没有眼花，奇点就是一个圈，这个奇点学名叫做静层，也叫奇环）但如果运气好，没撞上，就会进入白洞，跟这个宇宙说再见咯。

写到这里感脚好累啊，终于只剩一种了【下面这一种我自己都不太清楚，如果说错了帮忙纠正，谢谢】

克尔-纽曼黑洞
特征：旋转，带电


==========丧心病狂的这种黑洞居然还自称一般黑洞==========


这种黑洞的红移面和本体是分开的，就是说我们的天文望远镜看上去像2个黑洞实际上只是一个黑洞

！like this！

并且这种黑洞也分为外视界和内视界，包括他的红移面也会分为两个红移面。（红移面就是你就会看到这个黑洞在无限地红移，红移就是向远移动。。。。）【我不用解释为什么是红移，而不是黄移，绿移吧。。。脸都绿了】

外视界和红移面之间的夹层有能量储存在那里（这个夹层学名也叫能层，都是一个东西嘛）题主的飞船飞过外红移面也可能逃离黑洞，因为夹层还不是单向膜区【至于什么事单向膜区。。。。就理解成夹层都是单向膜区算了，包括刚才克尔黑洞的夹层也是不单向膜区】






PS：本文仅仅是依靠个人的阅读获得，若有错误指出，欢迎改正。我关于黑洞方面的书读的不太多，所以如果有学术上的问题，可以说明。

IANqGpQc

好吧, 既然问题中提到的核心是时间变慢，我们就认为这是在广义相对论（广相afterhere）的框架下讨论问题咯。

首先，要做出澄清的是，广相的框架下没有引力的概念，我们感受到的引力是时空扭曲的体现。不管是地球绕着太阳转还是苹果掉到地上，都只是（质量影响下）时空几何中的“匀速直线运动”（正式名字叫测地线）。便于叙述，我们还是使用“引力”这个词。

第二，黑洞来自广相的解。施瓦西解是广相最简单的一个解（球对称解），地球、太阳的引力都可以用施瓦西解描述。在施瓦西解下，当物质的密度足够大，那么任何作用力都无法阻止引力塌缩，于是物质塌缩为一个奇点，形成黑洞（施瓦西解的奇点是一个点，对于Kerr黑洞，即有角动量的黑洞，奇点是一个环）。太阳没有塌缩是因为内部的热压力，不过太阳失去热压力也不会成为黑洞，而是白矮星 ；白矮星没有塌缩是因为内部的电子简并压 ，不过电子简并压无法支撑的白矮星也不一定会成为黑洞，而可能是中子星 ；中子星没有塌缩是因为内部有中子简并压，但是再往上就没有更强大的压力了，所以中子星质量大于某个上限的话（因此密度大于某上限）则一定会塌缩成为黑洞。在广相的理论下，我们除了承认黑洞存在，没有其他的选择，尽管爱因斯坦也不喜欢黑洞这个解。

第三，白洞和虫洞可能是有趣的东西，但都不是严肃的话题，只是科幻的题材。无法证明也无法证伪的东西不属于科学的范畴。

最后，我们来直面这个问题：
施瓦西解有两个奇特的地方：一个是视界，一个是中心。
视界也就是无限红移面，在遥远的观测者看来越是接近视界，时间会越慢，所以这就是题主的问题。但注意时间变慢是对于遥远的观测者所看到的来说的，因此对遥远的观测者来说，永远看不到物质掉落到视界以内，因为接近视界时间会变得无限慢。但实际上光和物质在自己的坐标系里都可以毫不费力的穿过视界，抵达视界内部。所以题主的问题，物质掉进去没有？当然掉进去了，在物质的当地时间里，他们一下就穿过了视界。
大家如果可以翻出《星际穿越》来看的话，Cooper利用黑洞引力弹弓效应时，可以看到当吸积物质运动到视界边上是变慢的（作为遥远观测者的视角看到的），而Cooper自己掉进黑洞内是一直加速的并且一下子穿过视界（自己的坐标系内）。所以这片子拍的还是挺不错的，这种细节都有注意到，毕竟有Kip Thorne当科学顾问。

多说一些：
视界之所以叫视界是因为任何东西（包括光）都不能穿出视界，因此我们不可能看到视界以内，所以叫黑洞，实际上黑洞的定义就是视界包围的区域。视界以内的物质只能毫不犹豫的朝中心奔去。也是因此有了施瓦西解的奇点——中心，既然所有物质都无可改变的朝中心去了，中心的密度自然是无限大了。要解决无限所引起的困惑已经超越广相的能力了，只能期待新的理论，例如弦论。发现施瓦西解的这位施瓦西先生在爱因斯坦发表广相一个多月后就解出了这个解。然而他在发表结果后不久死于一战。

在观测中黑洞是存在的，最安全的例子就是我们银河系核心黑洞 Sgr A* （4.1 Million Solar Mass）。我们不可能看到视界以内，甚至目前我们也看不到吸积盘（吸积物质堆积形成的盘），认证Sgr A* 的证据是周围恒星几十年的Kepler运动轨迹。你说这就可以认证黑洞了？足够了！并且我们可以证明有物质正在连续地掉落到这个黑洞里去，那就是通过黑洞周围吸积盘的辐射，尽管非常非常少。

好了，看完这个答案，需要记住的最zhuangbility的几点是：
1. 引力不是力，是时空的扭曲的体现。
2. 抛弃绝对时间的观念。这是狭义相对论就抛弃了的东西，而老爱自己说：相比于广相，狭义相对论就如同儿戏一般。
3. 黑洞很平常。仰望星空的时候，看到银河系，告诉自己那中间就有个4百万太阳质量的大黑洞。同时，宇宙中遥远的黑洞为这个平凡星球上的普通人创造了很多的饭碗。