“时空闭环”是如何让物体“无法逃离”黑洞的?
不如我们先解释一下?时空闭环?,因为?时空?这个东西是一个四维物体(x,y,z,t)。目前我们在空间发现的维度只有三个(注:只有空间维度是三个,非空间维度有多少还没有定论)。所以要通过三维空间展现一个四维物体是非常困难的,所以我们要先?时空?这种物质?降维?。
假设目前去掉一个维度z,那么时空物体就剩下(x,y,t)?三维时空?嗯,这里为什么可以随意去掉Z?因为X、Y、Z三个维度都是空间维度,而且这三个维度的属性是完全一致的。由于时空只有三维,我们可以用?内部三维空间。因为我们的空间目前只有三维,比三维大的东西在我们的空间里无法完全展示,所以必须降维。
目前时空只有X和Y两个维度,所以你能移动的范围只能是一个平面。假设此时这个平面中间有一个黑洞(当然黑洞也已经降维,变成了一个小的圆形切片)。因为黑洞会把周围的时空弯曲,黑洞会把这个时空往这个平面的各个方向吸进黑洞,所以这个时空会往黑洞中心坍缩。
这里要注意:x和y形成的二维空间不是弯曲的,而是加上t形成的?三维时空?它弯曲了,说明时空的弯曲主要是T造成的(当然X和Y两个维度对时空的弯曲也是有帮助的,并不是说弯曲的功劳都是T做的),那么这个呢?时空闭环?t是防止物体从黑洞中逃逸的关键。
我专门解释了后两篇文章?黑洞?你逃不掉的原因不是黑洞?逃逸速度?超过光速,而是因为黑洞形成了周围的时空?闭环?,导致完全没有?路?这样物体就能逃脱。
这个?时空闭环?这是什么?我们可以这样理解,因为你活动的范围是一个平面,平面上任意一点的空间坐标是(x,y),然后时间坐标是T,我们假设平面上方的高度垂直代表T的维度,T不断增加,相当于你开始向上飞出平面。时间过得越久,你飘得越高。虽然你在平面之外,但是你在空中垂直穿过平面。
如果你的空间坐标不变,那么时间t的直线一定会以垂直于平面的直线向上,因为你在空中向这个平面的投影(也就是垂直线在空中与平面相交的点)不变(因为空间坐标不变)。这里需要注意的是,由于平面中央有一个黑洞,如果不反向用力拉动物体,物体会向黑洞方向滑动,所以刚才说空间坐标不变,其实是要这么做的。
说到这里,时空闭环还是没有解释清楚。我会接着说,当你想通过一个反向黑洞的力F把一个物体拉出这个平面的时候,根据牛顿力学,只要F大于引力,我只需要保证这个物体有一点反方向的速度,然后我只需要让F=引力,这样这个物体就可以被我慢慢拉出来了(保证物体只有一点速度是为了防止它太快?质量提升效果?)。但是根据广义相对论,即使物体在黑洞中,引力仍然不是一个力,而是时空曲率的反映,所以你用F力拉动物体。当你把物体往外拉一点点的时候,虽然在空间维度上可以继续把物体往外拉,但是在时间维度上你会发现你根本不能飘在空中,如下图。
漂浮在空中,对应的物理意义是:往这个方向走,时间几乎会静止。但是当你改变运动方向,比如绕着黑洞做圆周运动的时候,你会发现你的时间又开始慢慢移动了,也就是你又可以飘到更高的地方了。如果你往黑洞的方向走,黑洞很开心,因为黑洞是要吸收一切的。是这个意思吗?跟风?你会发现你的时间变得更顺畅了,你更自由地飘向空中更高的地方。
所以你明白了,黑洞之所以逃不掉,并不是因为物体不能超过光速,导致物体够不到?逃逸速度?但是因为黑洞让周围的时空形成了一个闭环,你想往黑洞的反方向走,空间维度允许你这么做,时间维度不允许你这么做。你越往反方向走,你的时间就越凝固。
同时,还有一点需要说明。你刚才说你在坐飞机,其实是说你的时间维度在增加。你还是不能乘坐这架飞机。只是我们用t来表示这个垂直于平面的维度。因为t只能增加,回不去了,所以只能越飞越高,不能中途突然下降,也不能和飞机平行飞行。