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读物本·假如一头扎进黑洞【四】
作者:月桃
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【禁止转载】读物本 / 现代字数: 11185
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基本信息

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作品简介

当科学变得有趣、有意义、好玩和严谨时,我们才会更愿意去学习。

更新时间

首发时间2022-12-30 21:51:38
更新时间2025-03-04 10:16:11
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剧本正文

 

当科学变得有趣、有意义、好玩和严谨时,我们才会更愿意去学习

【经历一场踩踏事故】

 

1

科幻作家艾萨克·阿西莫夫预计,如果世界人口继续呈指数增长,几千年后,我们将变成一个结实的人肉做的球,以光速朝着外太空扩张。这个理论令人兴奋,但是有一个问题,那就是你在听下一场摇滚音乐会时可能会遇到的问题:踩踏事故。

听到“踩踏事故”这几个字时,你可能想象的是成群的人在四处乱跑,就像非洲大草原上的一群野生动物一样,但是其实踩踏事故并非如此,踩踏事故之所以危险也并不是因为这样。事实上,真正危险的踩踏事故不是发生在人们跑起来的时候——而是在他们根本动不了的时候。

 

2

踩踏——更确切的说法是撞击——一般而言更像是因为疯狂而非惊恐,这意味着一群人是朝向他们想要的东西移动的,而不是背朝着他们不想要的东西。如果你被卡在里面,你将面临几个问题。首先是,缺乏信息素。

在稠密的人群里,情况开始变得危险。因为我们作为一个物种,在处理人群活动时有一个问题,跟蚂蚁不同,我们天生不擅长处理这种情况。当蚂蚁排队行走时,一队蚂蚁里最前面的那只可以释放出信息素,来跟后面的蚂蚁沟通。如果前面的路被堵住了,这些信息素可以告诉后面的蚂蚁,要走别的路。

 

3

你没有这些信息素。如果有人绊倒了,你没法像蚂蚁那样,告诉后面的人停下来。

大体上看,缺乏群体沟通成了稠密的人群里一个严重的问题。什么样的人群算是稠密的呢?当谈到规模的时候,如果人数足够多,多到可以被称为一群,那么就稠密到可以杀死你了——但是我们后面再谈这一点。更重要的因素是密度。人群密度可以通过每10平方英尺里的人数来测量。

10平方英尺,大概有谋杀案现场警察在死者周身画的那个粉笔圈那么大。在每一个设想中的粉笔圈里容纳的人数,在人群里,就是这群人的密度。

4

如果只有2个人,那就算是密集的人群,但是还是可以行走,只是有些小摩擦。如果这个数字翻倍,那就叫作拥挤的人群——会有很多小摩擦和推挤,但是人们还是可以活动起来。

10平方英尺里有6个人的时候就危险了——你总是在碰到你旁边的人,移动变得几乎不可能。

10平方英尺里有7个人的时候,就像把21个人塞进了一部正常大小的电梯里——就是上下班时间东京地铁里的那种密度。出了踩踏事故的人群,密度一般就是这样的。

 

5

在这种密度下,人群的活动不再像是人的活动了,更像是液体的流动。由人构成的强大的波浪从后面往前推,随着更多的人被卷进来以获得动量——这种波浪可以让你的脚离开地面,把你带向他们走的方向。如果你身边的人倒下去了,那么将没有什么可以托住你,你也会倒下去,就像多米诺骨牌那样,旁边的人也会倒在你身上。

如果你正好身处于这样的人群里——通常是宗教庆典、运动会或者音乐会——从友好的碰撞到踩踏,这种转变可以发生得非常迅速。突然之间,你会意识到你无法举起胳膊了,无法逃走,你任由人群摆布。

 

6

倒下去自然很危险,但是即使没有倒下去,你也会有麻烦。即使你还站着,从两边卷过来的波浪也可以穿过人群,将你钉在那里,你就受到了来自人群的两个方向的力的挤压。因为人群里的力会升级,这种情况很快就会变得很危险。

一般人通常可以推动的最大的力是50磅。如果有4个或者5个人推你,就像在太挤的电梯里那样,那会不舒服,但是不算危险。在踩踏事故里,人们通常不会以最大的力去推,每个人一般只推5或10磅的力,但是在上千的人群里,这种力可以升级,可以给你的横膈膜以致命的打击。

 

7

你需要将你的胸部扩张几英寸,才可以呼吸。幸运的是,你的横膈膜很强壮。一个健康的人,可以在400磅的力压在他的胸部的情况下,呼吸2天之后才觉得累[1]。不幸的是,在踩踏事故里,横膈膜可能会受到重压。踩踏事故过后,调查者发现能够承受几千磅力的铁栅栏断成了两截。

我们说过,每10平方英尺里有7个人的人群就足以致命,但是对整个人群来说,这只是一个平均数字。在踩踏的瞬间,你被杀死的地方,密度可能已经达到了10平方英尺里有至少10个人。不可能在没有超强外力的情况下,让那么多人用那么大的力气推挤。就像把28个人塞进一部一般大小的电梯里一样——只有一两个不情愿的乘客推挤是不可能的。要么需要成千人从后面压过来,要么需要一台推土机。

 

8

如果你被人群中两个不同方向过来的力卡住了,或者如果你摔倒了而6个或更多的人像多米诺骨牌一样倒在你身上,这就像身处于一部太拥挤的电梯里,而一台推土机正在把人往里推。1000磅或者更多的力会挤压到你的横膈膜上,而你连呼吸一口气的力气都没有。

想模仿1000磅的力压在你胸口的场景,你可以潜入水下3英尺的地方,然后试图用一根吸管来呼吸。但是我们帮你省掉这个麻烦吧:根本不可能。在踩踏事故里或者水下,有1000磅的力压在你的胸口上,你会在15秒内昏过去。如果持续的时间比4分钟更久,你会遭受永久性脑损伤,然后死掉。

 

9

所以艾萨克·阿西莫夫错了。我们从踩踏事故里知道,没有人可以在6个或者更多的人压在他身上时活下来,所以地球永远都不会有机会变成一个成千上万人做的球体,以光速朝着太空扩张。

这堆人的层数永远都不会大于6。

 

 

【跳进一个黑洞里】

 

10

天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森相信,跳进一个黑洞里,是在外太空最壮观的死法。考虑到在太空里寻死有好几种方法(其实在太空寻死也就那几种方法,真正了不起的是找到一个地方活下去),这就说明了一些问题。

所以,黑洞究竟是什么?简而言之,以下是黑洞产生的过程。

1.一个黑洞开始的时候,是一颗比我们的太阳大10倍的恒星。

2.最终,这颗恒星会燃尽自己的燃料。这需要很久。

3.这颗恒星里没有了任何核反应以后,它就无法抵抗自己的重力,而外壳会以四分之一光速坍塌。

 

11

4.如果你正好观察到了这种坍塌,你需要逃跑。外壳的冲击波需要几个小时的时间,才能撞击到铁做的核心并且震回恒星表面。一旦这个情况发生了,恒星会爆炸,在爆炸的瞬间释放出相当于银河系里1000亿颗星星的能量。

5.在爆炸以后,恒星的残余部分会因为自身的重力而坍塌,剩下的东西非常小(大概有旧金山那么大),但质量巨大(比太阳的质量大5倍)。它的引力非常大,它的逃离速度比光速还快。这就是黑洞。

所以,如果你跳进去,会发生什么呢?

 

12

首先,你必须清楚你跳进去的这个决定是最后的决定。因为如果想要从黑洞里出来,你必须跨越黑洞表面,而要这么做,你必须比光速还快,这是不可能的。

到目前为止,我们建造过的最快的工具是没有载人的太阳神飞船。它在绕行太阳时,可以达到每小时约157078英里的高速,但是这只是光速的0.0002倍而已。除非你可以找到一个比爱因斯坦说的可能的速度更快的方法,否则你将不可避免地死在黑洞里。

然而,你将如何死去,取决于你跳进去的黑洞的类型。你的第一选择是跳进一个小型的恒星型黑洞里。

 

13

以下是会发生的情况:一旦你的脚离开了太空飞船,你就会以自由落体的方式向黑洞里降落。但是,这跟一般的自由落体不一样。当你到达这颗恒星型黑洞的表面的时候,你的速度比光速低一些,差不多有每秒钟186000英里。

有趣的是,你会没事。通常说来,我们不推荐你以光速在太空里行动。但是其实速度和加速度并不危险,麻烦在于撞到东西。即使很小的粒子也会在你速度那么快的时候带给你大问题——而太空可不是完美的真空。太空里到处都是氢原子,在你以接近光速的速度移动时,它们会像能够摧毁原子的子弹一样击中你。氢原子会穿透你的身体,摧毁你的原子的核心,这是致命的。

 

14

大多数黑洞,四周都围绕着纯净的真空,所以你不会因为撞击到太多氢原子而死掉——只是你得确保你跳进去的这个黑洞不是一个乱糟糟的、四周围绕着旋转气体的黑洞。

如果选择正确的话,你加速到接近光速的那段时间会过得很愉快。但是随着你逼近黑洞,你会感觉到你的身体开始拉伸,因为重力急剧增大,拉扯着你的头部的力(假设你像一根矛一样朝着黑洞飞去),会比拽你脚部的力要大,这就会把你的头向着远离你的脚趾的地方拉扯。

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