对科学来说太难了?黑洞救生圈

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


即使是瞬间,在黑洞附近延长生存时间有可能吗?

“对科学来说太难了?”系列中,我采访了科学家们关于他们渴望探索但认为无法研究的想法。例如,它们可能涉及超出可能性的机器,例如像星系一样大的设备,或者它们可能是完全不道德的,例如像对待实验鼠一样对儿童进行实验。这个专题旨在关注不可能的梦想,科学中看似棘手的问题。然而,“对科学来说太难了?”末尾的问号暗示着没有什么是不可能的。

科学家:J. 理查德·戈特,普林斯顿大学天体物理科学教授。


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想法: 黑洞的引力可以撕裂任何坠入其中的物体。然而,是否有可能抵消其引力以延长生存时间?戈特和他的同事认为这是可能的

假设您要坠向一个大型黑洞,其质量是太阳质量的 13,000 多倍,并且为了简单起见,假设它既不旋转也不带电。如果您头朝下坠落,“就像被放在老虎凳上拉扯,同时被铁处女压碎一样,”戈特解释说——您的脚受到的拉力比头部更强,而您的身体两侧则被挤压在一起。虽然在这种黑洞中发生“意大利面化”的时间不到 0.1 秒,“但这仅仅足够让疼痛信号从您的腰部传到头部,当您被撕裂时,”他说。

是否有潜水员可以使用的发明来抵抗意大利面化?戈特和他的同事黛博拉·弗里德曼·伍兹计算出一个巨大的环可能可以做到。如果这个“救生圈”在您坠落时环绕您的腰部,它的引力会抵消黑洞的引力,将您的身体两侧拉开,同时将您的头和脚拉近。

问题: 虽然这个救生圈会延长生存时间,但它最终不会挽救您的生命——它只会将痛苦的时间缩短约 26 倍。至少,“速度如此之快,您真的不会知道发生了什么,”戈特说。

此外,这样一个浮标的质量将超过 12,800 万亿吨,约为地球质量的两百万分之一,大致相当于一个 100 英里宽的小行星。“这在某种程度上超出了 NASA 当前的预算,”戈特说。

解决方案? 这种救生圈不仅可以延迟一个人在潜入黑洞时会经历的死亡,还可以使敢于冒险的人或探测器能够比原本的情况更接近中子星或小型黑洞,并仍然安全地从冒险中返回家园。

“亚历山大港的希罗在公元 100 年之前发明了蒸汽机,当时的人们看到这个并说,‘干得好,这很有趣,不是吗,’,没有人看到它并说‘等等,这可以改变世界。’我们等了大约 1700 年才等到工业革命,”戈特指出。“你永远说不准——现在看起来像玩具的发明概念可能具有未被认识到的潜力。”

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如果您有想推荐我提问的科学家,或者您是一位科学家,并且您有一个您认为对科学来说可能太难的想法,请发送电子邮件至 toohardforscience@gmail.com 联系我。

Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大众科学. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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