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如果用一根很长的绳子,在黑洞视界外安全的位置伸进黑洞里,再往回拉会发生什么?

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online_member 发表于 2019-7-17 21:27:18 | 显示全部楼层
绳子从微观角度可以看作是一串分子或原子连成的一条物质。
为了避免一直写“分子/原子”,我们拿碳纳米管做例子,顺带着这也是目前人类发明的韧度最好的材料。
各个碳原子之间的化学键是保持碳纳米管绳子连接在一起的相互作用力。
假设人类能控制碳原子之间的化学键的强度,以造出不违反现有物理理论的情况下最屌的材料,戴森球什么的小意思。
假设黑洞无毛不旋转。
在黑洞视界内外的那对碳原子,内部的那个受黑洞奇点吸引,逃逸速度大于光速;外部的那个逃逸速度略小于光速。
为了保持两个碳原子之间化学键不被断开,化学键的强度需要能让视界内的碳原子不继续往黑洞内部掉,因此有足够的力达到内部原子的逃逸速度,也就是大于光速。
但没有物质在时空内速度可以大于光速。
因此从分子维度考虑,绳子无论如何会断,你抽出来的也是在视界分界处断开的绳子。
把维度继续缩小,原子核和电子之间如果跨越视界,二者也会互散分离。事实上在这个维度上,电子的位置是个概率,很难强行说视界分开电子和原子核。再往小也是如此,只是澄清,不影响结论:
任何物质一旦跨越视界,如受到足够大向外的拉力,进去的部分都不能再拉出来,而是断开。
其他答案里提到的火墙猜想也好,全息原则也好,都有它的道理,可以说是用不同的角度解释一个事实:
黑洞视界内外之间的物质断开了一切因果联系。
进入黑洞视界这个现象本身,在外界看,都看不到,能看到的只是无限红移慢慢变淡最终变成波长无限拉长消失。
绳子会断。
online_member 发表于 2019-7-17 21:28:18 | 显示全部楼层
其实如果你在视界外,你这辈子也看不到绳子头掉进黑洞




@戈琰 的回答讲的很清楚,不明白的可以去看下


——————————————————————————————————————————————————————————

评论里公式给错了,时间长不用都忘了
ΔL=ΔR/√(1-2GM/Rc)
Δτ=Δt√(1-2GM/Rc)

补充: 在黑洞外静止不动的物体到视界的距离为无穷,公式参见评论区微分公式,具体证明过程自己积分下就知道了

          在黑洞外也不可能观测到物体进入黑洞,因为时间会变慢,最终会在视界处静止。对于视界外的观测者,所有落入黑洞的物体只是静止在了视界上。





回答基于我所学到的浅薄的知识
物理系博士博士后之类的请自己开一个回答,不要在评论里说我这个辣鸡讲的不对了好吗?
online_member 发表于 2019-7-17 21:28:51 | 显示全部楼层
em~答案很简单,你的绳子会断掉,即使你的绳子非常结实。
这可不是一个简单的牛顿力学问题。
很多人可能以为,视界就是逃逸速度为光速的一个面;虽然物体不能通过自己的速度逃逸出视界,但是可以施加外力“拉一把”,使得运动的离心力和外力的合力超过引力,从而使进入视界的物体再出来。
然而,这是不可能做到的。广义相对论告诉我们,视界是无限红移面,是一个单向联通的面:由于引力对时空的扭曲,进入视界的物体是注定要撞向黑洞中心的奇点的,是永远无法再出来的,这是铁律。
如果用一根很长的绳子,在黑洞视界外安全的位置伸进黑洞里,再往回拉会发生什么?379 / 作者:qfwoshiyu / 帖子ID:49959 上图阐明了黑洞视界内外时空的差异。
左下是一个平直空间中的光锥:任何一个平直空间中的物体,它的未来由光锥(即标注“light”的虚线所围成的锥形区域)限定。可以发现,随着时间的增长,物体可以到达的区域不断增大,只要时间足够长,物体能够跑到任意远的位置。
右上是一个黑洞的彭罗斯图,它是光锥图通过一系列坐标变换得到的。视界(标注“horizion”的界限)将空间分割成两部分,而时间的方向可以认为是垂直视界向左上的。处于视界内部的物质,它们的未来被黑洞的奇点截断,也就是说他们必然会一头撞到黑洞的奇点上去;而处于视界外部的物质,既有可能掉入黑洞,也有可能一直处于外部空间,在无限大的范围内游荡,但是绝不可能进入视界再出来,因为指向视界外部的方向是时间倒流的方向。
怎么样,彭罗斯图是不是很直观呢?
最后说一点,黑洞视界问题和刚体模型是不相容的,因为物质伸入视界的部分必然会断掉,而刚体不能被截断。说到底,刚体是一种非常简单的理想模型,它因为不存在形变而易于理解计算,但是它也因为与现实差异太大而普适性极差。
online_member 发表于 2019-7-17 21:28:57 | 显示全部楼层
你应该拉不回来,你不妨再提问一个问题:
如果把一根足够结实足够长的绳子,交给两个一模一样的黑洞相互拔河,那么结果是怎样的?


如果用一根很长的绳子,在黑洞视界外安全的位置伸进黑洞里,再往回拉会发生什么?198 / 作者:动网沙滩 / 帖子ID:49959 如果用一根很长的绳子,在黑洞视界外安全的位置伸进黑洞里,再往回拉会发生什么?101 / 作者:动网沙滩 / 帖子ID:49959 黑洞:你们城里人真会玩儿,我这就炸死你们!
online_member 发表于 2019-7-17 21:29:37 | 显示全部楼层
绳子伸进黑洞无限被拉长?所以看到的部分只是视界之外,但是无限长?
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