科学|假如有一艘坚不可摧的宇宙飞船，一路飞进黑洞会看到什么？黑洞

黑洞是宇宙中最黑暗的天体，因为它引力强大到连光都无法从其视界内逃逸，因此我们不可能直接观测到它，假如有一艘无比坚固的宇宙飞船从外部飞向黑洞，一路上我们到底能看到什么样的风景？

文章图片
黑洞不发出任何光，那么它到底是怎么被发现的？
其实黑洞并不是被发现的，它曾经只是科学家用数学推导出来的东西，原理其实很简单，假如当一个物体的质量大到在其直径内连环绕速度达到光速都无法逃逸时，那么这个物体就会形成黑洞！怎么来理解这个问题呢？

文章图片
这需要牛爵爷出来解释下，因为最早地球的环绕速度公式是他提出来的，理解起来实在非常简单，地球有引力，而且地球是一个球体，那么制造一个“离心力”与它抗衡，当离心力等于引力时的速度就是环绕速度，地球的环绕速度是7.9千米/秒！

文章图片
但当地球的直径缩小到18毫米，质量却不变时，那么在地球表面即使就是光速也无法逃逸，光速引起的“离心力”只和引力相等，而光速则是宇宙中有质量物质运动速度的天花板，在地球突破18毫米直径时，这个球体将无可避免的坍缩为黑洞，因为光速运动都撑不住了嘛！

文章图片
上述方式来理解黑洞的原理并无什么问题，但当年史瓦西可是好不容易从爱因斯坦的相对论中推导出史瓦西度规的，因为改变的不只是速度与质量，还有时空，牛顿经典力学无法描述时空之间的关系，而广义相对论则信手拈来！

文章图片
计算得到黑洞，怎么来发现它？
黑洞是计算出来的，那么如何来发现它呢？其实也简单，它只是无法直接观测，但它会影响周围的时空和天体，前者能形成引力透镜效应，后者则会形成吸积盘和影响周围天体运动轨迹，其中吸积盘和运动轨迹两项，简直就是监测黑洞是否存在的最常用工具！

文章图片
原恒星、白矮星、中子星和黑洞都会形成吸积盘，但它们发出的各个波段的电磁波分量是有差别的，黑洞的硬X射线波段更高，比如在确认银心黑洞过程中， X射线耀斑是重大证据之一！另一个则是银心黑洞外围恒星的运动，从1995年开始， ESO的科学家就追踪了银心部分恒星的轨迹，其中就与S2在短短16年间就环绕了该看不见的天体一周，使得科学家可以精确测量出这个看不见的天体质量！
请注意S0-2的轨迹

文章图片
居然高达400万倍太阳质量，毫无疑问这是一个黑洞！而且在历经数十年的观测中还发现了一颗已知银河系中速度最高的恒星S4714 ，公转极速高达2.4万千米/秒，达到了光速的8% ，单单是速度的相对论效应就已经非常明显了！

文章图片
而2019年4月10日则公布了EHT事件视界望远镜对M87*黑洞的直接成像，尽管我们看不到黑洞的形象，但在那个吸积盘中间，我们知道这里隐藏了一个65亿倍太阳质量的黑洞！假如乘坐飞船进入黑洞，我们一路上会看到什么景色？
黑洞没有直径，它的中心只有一个奇点或者奇环，而在它的史瓦西半径处则是它的事件视界，之外是宇宙，之内这是黑洞的世界，在视界这个范围内，科学家所有的信息都无法来自观测，只能根据现有的物理知识推导，因为没有任何信息可以从视界内逃逸，所以无法从观测得知。