掉进黑洞里是什么体验。

现代互联网已经进入一个视频的时代，各种类型的短视频泛滥。不过我比较喜欢看的还是科普短视频。最近看了一个比较有意思的视频。讲的是掉进黑洞里是怎样一个体验。虽然这个情节在热门科幻影片《星际穿越》中出现过。但是电影中的表现毕竟是要迎合观众的视觉感受，所以称不上多么科学。这个短视频就是通过我们现在掌握的物理学知识，主要是广义相对论。来模拟掉进黑洞会是一个怎样的体验？

首先。说两个关于黑洞比较流行的说法。第一个是黑洞的颜色。这个两年前黑洞的照片被拍了出来。发布出来的就是一个橘红色，像甜甜圈一样的模糊的影像。后来一般人都以为黑洞应该是橘红色的。

第2个说法是，当人掉入黑洞的时候。很显然他是不可能再出来了。但是在穿越黑洞的事件视界的这一刹那。这个人会看到整个宇宙的未来事件像电影快进一样，在他的眼前快放。这个结论推论过程就是广义相对论的时间膨胀效应。这个情节在星际穿越中也出现过。男主的飞船降落到了一个离黑洞很近的行星上面。他们在那个星球上只呆了几个小时。等他们返回空间站时。空间站上的人已经等待他们20年了。所以当那个掉入黑洞的人接近黑洞的事件视界时。那里的时间膨胀效应将会变得非常巨大。在外面的宇宙看来这个人就像时间停滞了一样。而对于正在落入黑洞中的人来说，他并不会感觉到时间有什么变化。所以他就能看到整个宇宙的时间都变快了。尽管他再也无法返回外部宇宙。但是他被提前剧透了整个宇宙的未来。事情真的是这样吗？让我们来做一次真正的黑洞穿越吧。

现在假设我们驾驶一艘宇宙飞船前往一个黑洞。在一个比较安全的距离上，飞船停了下来。然后我们一个勇敢的宇航员穿戴好隔热防辐射性能极佳的宇航服。从飞船上跳了出来。开启了独自前往黑洞中心的旅程。他会看到什么呢？在这个时候他会看到。黑洞巨大的引力将周围的物质拿走，以接近光速的速度旋转形成一个吸积盘。这些物质之间的碰撞与摩擦产生了非常高的热量和辐射。但是与黑洞照片不同的是。他看到的黑洞周围的吸积盘并不是橘红色的而是蓝色的。因为在可见光范围内，蓝光的频率能量是最高的。我们看到的第1张黑洞照片，实际上是电脑上的假彩色。并不是黑洞吸积盘的真正的颜色。另外我们还会看到两个与只有黑洞才有的奇异光学现象。一个就是宇航员会发现黑洞的亮度并不是均匀的。而是一边亮一边暗。

这是因为黑洞的吸积盘旋转速度接近光速。所以光发生了像声波那样的多普勒效应。朝向宇航员运动的物质显得更亮。而远离宇航员方向的物质，则看上去更暗。

另一个奇特的现象是。在开始落入黑洞的前十分钟。宇航员看到的黑洞反而会越来越小。 似乎正在远离他。

这个原理其实很简单，让我们先假想一辆在公路上行驶的汽车，从他的侧面一个小桥流水从垂直于道路的方向扔了过来。这是我们相对道路禁止所观察到的情形。而对于正在开车行驶的司机来说，这个小球从前车窗进入，球在穿过车身这段时间，车还在向前行驶，所以球会从后车窗穿出，在司机看来，球就是从前方斜着扔过来的。

宇航员的情形也一样，只是这里光代替了小球。当宇航员下落的速度快到一定程度的时候，宇航员身后的光在他看来都是从前方射来的，所以他眼前的视野变得更广了。在他接近黑洞的同时，他会看到黑洞反而在变小。

当然当宇航员接近到一定距离的时候，近大远小的透视效应会逐渐抵消这个光学会聚效应。这个时候宇航员就会看到离黑洞越近黑洞就变得越大。

好了，现在我们来讨论。当宇航员越过事件视界——也就是连光都无法再逃出来的边界时会发生什么？对于在黑洞外的宇宙飞船，看来在宇航员穿越事件视界的那一刻，他就变得静止不动了，而且他的影像会逐渐暗淡下去。而在宇航员自己看来呢，似乎什么都没有发生。因为虽然黑洞让时空发生了弯曲，但是就像地球一样，在一个局部小区域里面，时空仍然是平坦的，和外面的宇宙并没有区别。

飞船上的人观察穿越黑洞事件视界的宇航员

正在穿越的宇航员自己却没有任何异样的感觉

那么这名宇航员会像我们开头分析的那样看到整个宇宙未来的剧透吗？很遗憾，那也是不可能的。但是他在进入黑洞事件视界的内部时，他仍然能够看见外部宇宙进来的光。只是这时由于黑洞的引力，让时空收缩的速度太快了。外部宇宙的光线也越来越难追上这名宇航员。所以他看到的外部宇宙的时间也是变得越来越缓慢了。

比如如果这个时候宇航员有足够好的设备，他仍然能够看到黑洞外处于安全距离上的宇宙飞船。但是和宇宙飞船看他的效果类似，宇航员看宇宙飞船上的时钟也是走动的越来越缓慢。所以他不会看到一个快进的宇宙。接下来这位宇航员就开始加速撞向黑洞的中心起点。在越接近奇点的时候，头部和脚部受到的重力差异就越大，宇航员会像一个面条那样被拉伸。

但是奇点是广义相对论失效的地方。那里究竟会发生什么。现在还没人说得准。也许那里真的是前往另一个宇宙的传送门。或者就像电影《星际穿越》中那样，在那里可以见到更高维度的五维生物。