如果有两艘宇宙飞船在空间一前一后驶向一个旋转的黑洞,第一艘飞船准备勇敢地牺牲自己,而你在第二艘飞船观察它的“表演”,你将会看到怎样的情景呢?设想在第一艘飞船上的是一位“智能”机器人,在接近视界,即到达有去无回点的黑洞边界时,机器人宇航员走出飞船去迎接死亡。他将被黑洞最近部位极强的引力吸引碎成两半,然后在刚接近时空突然消失的奇点(黑洞中心)时就毫无察觉地被吞没了,飞船也在被吞没前被强大的引力撕得粉碎。这个引力有多大呢?对一个质量与太阳相当的黑洞而言,一个2米高的人在通过它的视界时必须承受相当于地球表面10亿倍的重力加速度。为了不落入黑洞,你必须借助足够大的发动机的推力将飞船停靠在安全距离内或围绕黑洞飞行。在你看来,准备牺牲的飞船似乎用了无穷尽的时间接近黑洞,而且飞船的速度越来越慢,同时改变了颜色,但在你能够看到飞船处于静止之前,飞船就从眼中消失了。之所以产生这种现象,是因为根据相对论,时间的流逝取决于观察者的速度。
这次黑洞之旅我们看到,一个旋转的黑洞就像一个旋转的中间有孔的圆盘。它有两层界面,里面的一层即为视界,外面的一层则被称为“静止界限”或无限红移面。在这两个界面之间的是一个特殊的区域,称为“能层”。在静止界限上,时间被“冻结”,辐射被无限地红移,飞船停留在一个固定点上,飞船上的机器人宇航员看到的星空将不再变化,而黑洞则在他的脚下急速旋转。如果越过静止界限,进入能层,飞船将被拖入旋转的运动。
能层有一个令人惊奇的特性,正如英国数学家罗杰·彭罗塞(Roger Penrose)指出的那样,进入其中的物体的能量可以变成负值。我们不妨将这个物体想像成一个负有能量债务的人,当黑洞俘获这个物体时,黑洞的能量不是增多而是减少了,因为黑洞必须“偿还”它的猎物欠下的能量债务。
力对物体做功课件
热机导学案
动能大小的决定因素课件
分子的热运动导学案
热机的效率导学案
欧姆定律复习导学案
九年级物理杠杆课件
欧姆定律导学案
变阻器导学案
11.2电路的组成和连接方式课件
单摆的能量转化分析课件
11.4探究串、并联电路中电流的规律课件
滚摆课件
7.2电功率课件课件
家庭电路导学案
探究影响重力势能的因素课件
电功率导学案
12.3探究欧姆定律课件
11.6探究串、并联电路中的电压课件
潮汐课件
探究动能大小和哪些因素有关课件
动能、势能和机械能(地面圆斑与球下落高度的关系)课件
九年级功的原理课件
第六章欧姆定律复习课件课件
家庭电路中电流过大的原因导学案
功和机械能(小球落向弹簧问题)课件
内能的利用复习课
功3课件
生活用电复习导学案
探究串并联电路电压的规律导学案
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