根据引力时间膨胀效应，黑洞中呆1小时，地球过了多少年？-

有人问：如果一个人在黑洞里，1小时等于地球多少年？

这是一个违背科学常识的问题，一定要回答的话，我只能说：已知世界的任何物质都无法保持原样的进入黑洞，更别说很脆弱的生命和人类了。

因为黑洞里不会有我们已知物质存在

我们分层次描述一下黑洞：在黑洞极端引力和角动量作用下，在黑洞吸积盘中飞速旋转的物质都会在碰撞中化为齑粉，这个齑粉绝不是我们通常理解的齑粉，而是成为了基本粒子。在黑洞吸积盘从外沿到内沿，速度从每秒数千千米到数万千米，接近黑洞事件视界时，速度甚至接近光速。

在这样的速度碰撞下，会发出极高温度，从外围的数千度到里面的上亿度，甚至数千上万亿度，在黑洞事件视界附近，原子已经解体，物质成为稠密的夸克汤，吸积盘会发出明亮的可见光和不可见的X射线、伽马射线。

这些都是在黑洞视界以外被拉扯物质发出的回光返照，这些物质一旦被吸进黑洞视界以内，就再也不是我们认识的物质了，就连基本粒子也不存在了，现在的科学还无法解释黑洞物质是一种什么形态，只知道所有的质量都会无限坍缩到核心那个的奇点里，这个奇点无限小。

奇点到底有多小，没人知道，但至少要小于普朗克尺度。普朗克尺度约为1.6*10^-35m，比电子小20个数量级。所有物质都被压缩到这个奇点里，现在的理论无法解读这是一种什么样的物质。

黑洞奇点都一样小，但视界与质量成正比。

何谓视界，就是黑洞能被看到和看不到那个临界点，又叫史瓦西半径。

再大的黑洞，比如3个太阳质量的黑洞与1000亿个太阳质量的黑洞，中心都只有一个无限小的奇点，在奇点周围就是一片虚无的空间，光也只能跌落进奇点，所以这片虚空什么也没有，什么也看不见。这个虚空是围绕着奇点的一个球状，这个球状的大小就不一样了，而是与黑洞质量成正比，质量越大，这个球状空间越大。

这个空间就叫史瓦西半径，计算半径大小的公式为：R=2GM/C^2。这里的R表示史瓦西半径，单位m（米）；G为引力常数，取值约6.67*10^-11；M表示天体质量，单位kg（千克）；C为光速，单位m/s（米/秒）。

在这个史瓦西半径的临界处就是黑洞事件视界，也是物质可见和不可见的临界点。在视界外，物质即便粉身碎骨，也还能够以可探测的方式呈现，人们可以看到其发出来可见光，探测到X射线和伽马射线；在事件视界内，一切都化为乌有，连光也无法逃出。

在这种该状态下，人类怎么可能体验在黑洞中过一小时的感觉呢？不过，爱因斯坦广义相对论给了我们从理论上理解黑洞中时间流逝的状态，这就是引力时间膨胀效应。

时间在不同速度和引力状态下，流逝速度不一样

在爱因斯坦广义相对论中，有两个时间膨胀效应，一个是速度时间膨胀效应，一个是引力时间膨胀效应。简单地说，就是在不同的参考系中，时间流逝是不一样的，速度越快的参考系中，以及引力越大的参考系中，时间流逝速度越慢。

比如在地球表面和运行在太空的卫星上，时间流逝就有差别。人与地球相对是静止的，而天上卫星相对地球速度是较快的，因此卫星上相对地球表面的时间流逝要慢一点；而地球表面引力更大，卫星距离地球表面远，引力相对要小一些，因此地球表面又比卫星上的时间流逝要慢一些。

这样里外一折，天地时间就有了差异。这样，科学家们就需要对导航卫星时间进行相对论调整，才能够精准地进行定位导航。

当然地球和卫星这点引力和速度导致的时间差异很小，只是以毫秒计，并不明显。但如果移到黑洞附近的引力，就不可同日而语了。在美国科幻片《星际穿越》中，库珀等宇航员们驾驶的飞船进入黑洞附近巨大引力场，经历1小时地球就过了7年，时间膨胀了6万多倍。

为什么会这样呢？这是因为引力越大，导致的时间弯曲越大，时间流逝就越慢。

引力时间膨胀效应

爱因斯坦广义相对论中得出了引力时间膨胀的公式，表达为：t‘=t*√(1-2GM/rc²)。这里，t'表示引力时间膨胀效应值；t为低引力惯性系观测者时间流逝值；G为引力常数；M为天体质量；r为天体半径；c为光速。

通过以上公式我们可以得出，时间膨胀程度与质量的开方成正比，与半径（或距离）开方成反比。即天体质量越大，时间膨胀越大；半径（距离）越小，时间膨胀越大。而在黑洞史瓦西半径以内，是质量压缩的极端临界点，由于光都无法逃逸，引力达到无限大，因此那里的时间是静止的。

如果一定要假设某个人在黑洞中过一小时，地球上过了多久，那么我告诉你，那个人根本就感觉不到时间的流逝，地球过了1亿年1000亿年，他也没过1秒钟。

但《星际穿越》中的库珀等宇航员们，在一个1亿倍太阳质量黑洞旁的米勒星球上，1小时相当于地球7年，根据引力时间膨胀公式就可以计算出这个星球与黑洞中心的距离，现在把这个题解留给读者，你能计算出这个星球的距离吗？

有兴趣者可以在评论区将计算结果留言讨论。

如果你计算的正确，你会发现要达到这样大的时间膨胀效应，必须在距离黑洞事件视界很近的地方，在这样近的距离，理论上星球和飞船都是无法生存的。因此《星际穿越》就是一个科幻，而且并不是严谨符合科学理论的科幻，观众只要认真享受其中的艺术感染力就好，千万别钻理论牛角尖，如纠缠科学理论就会让你感到很失望。

谢谢阅读，欢迎讨论。如喜欢我的文章，就请给个关注和点赞吧，再次感谢。

时空通讯原创版权，侵权抄袭是不道德的行为，敬请理解合作。