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这会导致一个有趣的后果,如果太阳停止发光或海王星突然变成紫色,地球上的任何人发现这些重要信息都分别需要花上8分钟或几小时。
现在让我们来考虑光线从太空中更加遥远的地方传回地球的时间有多长。
我们的太阳系所在的银河系是一个长达几十万光年的星系。
这意味着光从银河系的一侧行进到另一侧需要几十万年。
离本星系群(银河系是其中的重要成员)最近的星系团,
也就是天炉座星系团,离我们有几亿光年。
因此,
在围绕天炉座星系团中的某颗恒星运行的行星上如果有一位观察者,手头配备了恰当的仪器回看地球,可能会看到恐龙在地球上徘徊。
不过这只是由于宇宙浩瀚得令人难以置信,才使得光的运动看起来迟缓且费时。
但当我们开始考虑如何将火箭发射到太空时,宇宙规定光速是上限这一点就会带来一种有趣的效应。
逃逸速度
现在假设某些灾难的发生导致地球的全部质量都收缩到了一个点,我们把这样的物体称为奇点。
它现在已经成了一个“质点”
,一个占据空间体积为零的有质量物体。
在距这个奇点只有1米左右的地方,逃逸速度将远大于在1600千米处的取值(实际上将约为光速的10%)。
离奇点更近,略小于1厘米的地方,逃逸速度将等于光速。
在这个距离上,光本身没有足够的速度来逃离引力的拉扯。
这是理解黑洞性质的关键思想。
对“奇点”
一词的用法值得明确。
我们不相信在持续的引力坍缩的终点,物质会变成某个几何点;正相反,我们会发现经典引力理论失效并进入量子体系。
从这里开始,我们将使用术语奇点来指代这种极其致密的状态。
事件视界
现在想象你是一名驾驶宇宙飞船的宇航员,并且正在接近这个奇点。
当距离它还有一段距离时,你可以随时将发动机反转并逃之夭夭。
但是距离越近,就越难体面地撤离。
最终你会到达一个无论装载的发动机有多强大都无法逃脱的距离。
这是因为你已经到达了事件视界,这是一个用数学方式来定义的球面,它也被定义为内部逃逸速度超过光速的边界。
对于我们关于地球坍缩到一个点的思想实验而言,这个表面将是一个以奇点为中心,半径只有1厘米的球面,这对我们的太空船来说可能很容易避开。
然而当黑洞由恒星而不是行星坍缩形成时,事件视界会变得更大。
事件视界有一个重要的物理效应:如果你在那个表面之上或者里面的话,物理定律根本不允许你逃离,因为这样做你需要打破普适的速度限制。
事件视界是一个强制性的标界:在它之外你有决定你命运的自由,而在它之内你的未来将被锁在里面,不可改变。
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