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原作：Michelle Starr

翻译：练唯予

校译：陈玮菁

编排：赵书晨

后台：李子琦

原文链接：https://www.sciencenewslab.com/space/nasas-stunning-new-simulation-sends-you-diving-into-a-black-hole/

自从一个多世纪前我们第一次了解黑洞以来，这个问题就一直困扰着人类：陷入无法挽回的境地到底会是什么感觉？

我们依然没有答案。但据目前的数据，新的超级计算机模拟是我们对答案的最佳猜测。

美国宇航局戈达德太空飞行中心天体物理学家Schnittman说：“人们经常问到这个问题，模拟这些难以想象的过程有助于我将相对论的数学与现实宇宙中的实际后果联系起来。”

“因此我模拟了两种不同的场景，一种是用相机替代一个大胆进入黑洞的宇航员的视角：它刚好错过事件视界并被弹射回来；另一种则是它跨越了视界边界，命运定格。”

未知与我们的好奇心就如飞蛾与火一般，而黑洞是未知的典型代表。它们是由巨大死星的核心在自身引力作用下坍缩而形成的，其密度非常大，导致物质被压缩到物理学目前无法描述的空间中。

但这种压缩过程导致了事件视界的出现：这是一个大致球形的边界，其中的引力非常强，甚至光速也不足以达到逃逸速度。

这说明我们无法知道视界内是什么样子。光是我们探测宇宙的主要工具，所以如果看不到黑洞中的光，我们……就无法知道里面是什么。

即使在理论上，我们也会遇到悖论，即从观察者的角度来看，信息保存在事件视界上，而从跨越边界的物体的角度来看，信息却永远被锁定。

然而，根据光和物质在黑洞周围的运动方式，我们知道，事件视界周围的引力状态绝对是十分疯狂的。在某些情况下，任何过于靠近黑洞的东西都会被极端的力拉成原子。发生这种情况取决于所涉及的黑洞的质量，即恒星质量——高达约100倍太阳的质量；或超大质量——数百万到数十亿倍太阳质量。

Schnittman说：“如果有机会，我想要坠落进一个超大质量黑洞里。”

“恒星质量黑洞的质量可达约 30 个太阳质量，其事件视界比超质量黑洞要小得多，但潮汐力更强，可以在接近的物体到达视界之前将其撕裂。”

近年来，惊人的突破为我们提供了有关黑洞周围空间的大量数据。超大质量黑洞M87*和人马座A*分别位于M87星系和银河系中心，是直接成像的非凡对象。当然，黑洞本身仍然不可见，但每个黑洞周围翻滚发光的物质云发出的光让我们对其周边引力环境有了开创性的了解。

Schnittman曾为NASA制作过多个黑洞模拟，他的最新模拟基于一个与人马座 A* 非常相似的超大质量黑洞。他以一个质量约相当于430万倍太阳质量的黑洞开始，并与同是戈达德的数据科学家Brian Powell一起将他们的数据输入进NASA的Discover超级计算机。

程序运行五天后生成了10TB的数据，科学家们利用这些数据制作了几段展示掉入超大质量黑洞的视频，而在普通笔记本电脑上，这需要10年时间。

模拟相机从距黑洞约6.4亿公里（4亿英里）处开始向内移动。随着它的接近，黑洞周围的物质盘和被称为光子环的内部结构变得更加清晰。

随着相机距离越来越近，这些元素和时空变得越来越扭曲。最后，飞行器绕黑洞飞行了近两圈，然后冲进事件视界，在仅仅 12.8 秒后就被拉成一条。

在另一个版本的模拟中，摄像机转向靠近黑洞，然后摆脱其引力飞走。

设想一下，在某个时候，我们可能会更了解事件视界之内的环境。与此同时，我们可以领略到事件视界周围可能存在的古怪滑稽的时空场面——另外，这一切都将在我们自己安全的母星上进行。

责任编辑：陈玮菁

牧夫新媒体编辑部

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黑洞的吸积盘与喷流

图源:NASA

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