黑洞是时间机器吗？是的，但有一个陷阱

黑洞形成了可以穿越到过去和未来的自然时间机器。但不要指望很快就会回去参观恐龙。

目前，我们还没有能让我们靠近黑洞的航天器。但即使撇开这个小细节，尝试使用黑洞回到过去可能是你做过的最后一件事。

什么是黑洞？

黑洞是一种质量极大的物体，通常是在一颗垂死的恒星自行坍缩时形成的。

像行星和恒星一样，黑洞周围也有引力场。引力场使我们粘在地球上，并使地球绕着太阳旋转。

根据经验，物体的质量越大，其引力场就越强。

地球的引力场使进入太空变得极其困难。这就是我们制造火箭的原因：我们必须飞得非常快才能摆脱地球引力。

黑洞的引力场强大到连光都无法逃脱。这令人印象深刻，因为光是科学已知的最快的东西！

顺便说一句，这就是黑洞是黑色的原因：我们不能像在黑暗中从树上反射手电筒光那样从黑洞反射光。

阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论告诉我们物质和能量对宇宙有着奇特的影响。物质和能量弯曲和拉伸空间。物体越大，它周围的空间被拉伸和弯曲的程度就越大。

一个巨大的物体在太空中创造了一种山谷。当物体靠近时，它们会掉入山谷。这就是为什么当你足够靠近任何大质量物体（包括黑洞）时，你就会坠向它。这也是为什么光无法逃离黑洞的原因：山谷的两侧如此陡峭，以至于光的传播速度不够快，无法爬出黑洞。

当你从远处接近它时，黑洞形成的山谷会变得越来越陡峭。它变得如此陡峭以至于光无法逃脱的点称为事件视界。事件视界不仅对潜在的时间旅行者很有趣：它们对哲学家也很有趣，因为它们对我们如何理解时间的本质有影响。

当空间被拉伸时，时间也会被拉伸。靠近大质量物体的时钟会比靠近质量小得多的物体的时钟走得慢。

与地球上的时钟相比，黑洞附近的时钟滴答声非常缓慢。在黑洞附近一年可能意味着在地球上待了 80 年，正如您可能在电影《星际穿越》中看到的那样。

这样，黑洞就可以用来穿越到未来了。如果你想跳进地球的未来，只需飞到黑洞附近，然后返回地球。如果你离黑洞中心足够近，你的时钟会走得更慢，但只要你不越过事件视界，你仍然应该能够逃脱。

过去呢？这是事情变得真正有趣的地方。黑洞将时间弯曲得如此之大，以至于它可以自我回绕。

想象一下拿一张纸并将两端连接起来形成一个环。这就是黑洞似乎对时间所做的事情。这创造了一个自然的时间机器。如果你能以某种方式进入循环，物理学家称之为封闭的类时曲线，你会发现自己处于一条从未来开始到过去结束的空间轨迹上。

在循环内部，您还会发现因果关系很难理清。过去的事情会导致未来的事情发生，而未来的事情又会导致过去的事情发生。

所以，你发现了一个黑洞，你想用你可信赖的宇宙飞船回去拜访恐龙。祝你好运。

存在三个问题。首先，你只能穿越到黑洞的过去。这意味着如果黑洞是在恐龙灭绝后产生的，那么你就无法回到足够远的地方。

其次，您可能必须跨越事件视界才能进入循环。这意味着要在过去的特定时间跳出循环，你需要退出事件视界。这意味着比光速还快，我们很确定这是不可能的。

第三，可能最糟糕的是，你和你的船将经历“ 意大利面条化”。听起来很好吃，对吧？

可悲的是，事实并非如此。当你穿过事件视界时，你会像面条一样被拉平。事实上，你可能会被拉得太瘦，以至于你只是一串螺旋进入虚空的原子。

因此，虽然考虑黑洞的时间扭曲特性很有趣，但在可预见的未来，参观恐龙将不得不停留在幻想的境界。

本文根据知识共享许可从The Conversation重新发布。阅读原文。