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奇谈怪论,黑洞狂想曲

大家好,今天小编又为大家带来了一篇“奇谈怪论”。文章知识上或有许多欠缺之处,还有一些内容纯粹是我个人的看法。若各位读者能看见此文,实乃小编之幸,万望读者大大们可以委婉地进行批评。最后,恳请审稿的编辑哥哥(姐姐)能予以通过,谢谢了。

广袤的宇宙中存在着一种“饕餮怪兽”,它会吞噬一切靠近它势力范围内的物质,就连每秒30万公里的光都无法逃脱。所有的这一切最终都将坠向它内部质量无限大、体积却无限小的奇点,这里是时间和空间的终点。

这种“饕餮怪兽”便是黑洞。黑洞在宇宙中是十分特殊的存在,它的时空曲率甚至大到光都无法从其事件视界逃脱,所以我们是“看不见”黑洞的。但是,宇宙中的黑洞数量并不少,这些吞噬一切的时空深渊是物质的终点,或许也是万物的起点。

随着地球环境急剧恶化,人类的生存面临严重威胁。土壤只能种植耐热、耐旱的玉米,而且这种末日作物的生长状况也愈发堪忧。沙尘暴铺天盖地席卷而来……

这是发生在不远的未来,那可怖的末日场景。人类为了延续种族,不得不放弃地球,寻找新的宜居星球。

勇敢的宇航员们带着全人类的希望,踏上了寻找新家园的漫漫星辰路。他们驾驶飞船穿越了在土星附近新发现的虫洞(可能是外星高级文明有意放置的),来到了名为“卡冈图雅”的巨型黑洞附近,围绕着黑洞展开了一系列惊心动魄地冒险。最后,主人公更是舍身进入黑洞内部,在这个高纬度时空中,男主拨动世界线,把拯救地球的信息传递给了自己的女儿……

黑洞本是吞噬一切的死神,在这里却赋予了人类新生。

写到此处,读者朋友们的脑海里肯定浮现出了著名科幻片《星际穿越》中那一幕幕震撼的宇宙星空与难以置信的黑洞奇观。

诚然,一丝不苟的科学理论、天书般的物理公式让我们普通大众很难亲近高冷的黑洞。而影视作品却可以把“看不见”的黑洞清晰地呈现在我们这些凡夫俗子眼前,经过特效的渲染,使每位观众都沉醉在那光与暗的虚幻之中。

《星际穿越》这部由著名导演诺兰拍摄的硬科幻电影算得上描写黑洞的扛鼎之作,获得了奥斯卡最佳视觉奖等多项国际大奖。

诺贝尔物理学奖得主,美国著名理论物理学家——基普·索恩,亲自操刀担任该片编剧。这位大牛与霍金、卡尔·萨根亦是多年好友。在其加持下《星际穿越》中许多难以置信的宇宙奇观,背后的科学原理是过硬的。比如,地球环境恶化的末日场景,人类穿越虫洞去到遥远的宇宙深处,震撼的黑洞特写,以及在黑洞附近“水星”上的时间膨胀效应,短短一小时外界的时光就飞逝了七年……

个人觉得美中不足的是,影片最后,主人公坠入黑洞后的桥段。不仅奇迹般的生还,而且在黑洞内还存在五维时空,主人公利用它把拯救地球的信息传递了出去。

男主在黑洞内的离奇经历是经不起现有科学理论推敲的。直白一点说,人若是坠入黑洞必死无疑。真实的情形应该是这样。

英勇赴死的宇航员,告别了飞船母舰上的同伴后,纵身一跃,冲入黑洞。在母舰上的同伴会看见他的身影几乎停滞在黑洞事件视界表面,十分缓慢地坠入深渊。而当这位勇敢的宇航员回望同伴时,会觉得他们身上浮现出越来越红的光线,这是多普勒光的红移效应造成的。

红色,血腥的颜色,也预示着宇航员悲惨的境遇。

在坠落过程中,宇航员的脚更加接近黑洞中心,所以脚受到的引力远大于头受到的引力。这个引力差会把宇航员拉长,甚至撕裂。如果宇航员多挺一会,他的眼前会出现无比绚丽的光线,各种难以描述的奇怪纹路……嗯,宇航员早已扛不住,只能到这了。他的遗体最终会被分解为基本粒子划向黑洞的奇点。

在影片《星际穿越》中,主角们穿越土星边的虫洞,抵达了宇宙深处的巨型黑洞附近,随即展开一系列冒险,是这部硬科幻的基本架构。

诚然,虫洞、黑洞都有科学理论做支撑。它们都是脱胎于爱因斯坦的广义相对论,引力场方程。黑洞目前已被证实。2019年4月10日,随着第一张黑洞照片的发布,人类首次“看见了”宇宙中威名赫赫的黑洞。虫洞与之相较,名气就显得小了不少,而且时至今日,虫洞依然是理论上的产物,实际并未检测到。

为什么编剧要让主角们穿越土星附近的虫洞,进而去到黑洞边缘?为何不直接在土星周边设置黑洞呢?(好吧,这个承上启下的问题似乎提得有些幼稚了。)

要是太阳系突然出现如此巨大的黑洞,那我们必然成为它“腹中的美食”。届时,不止地球,就连整个太阳系都将万劫不复。但是,若是说太阳系内根本不可能存在黑洞!这个结论未免也太草率了。

近年来,学界有这样一种假说,太阳系不仅有黑洞,而且它的地位堪比“第九大行星”。

天文学家在实际观测中发现,太阳系边缘的很多岩石天体轨道是倾斜的,像是被巨大引力拖拽着。但是,经过仔细搜索,在这一区域并未发现能造成此般异常的星体。来自达勒姆大学的科研人员创造性地提出,或许这股巨大的引力是由一个5到10倍地球质量,如柚子般大小的黑洞所产生的。如今,由美国哈佛大学主导的LSST黑洞搜寻计划,正全力以赴试图搜寻黑洞的吸积耀斑,以此让这个藏匿在太阳系边缘的小黑洞“现行”。

若是这个柚子般大小的黑洞真的存在,它属于原初黑洞,这类黑洞诞生于宇宙大爆炸早期。而在影片《星际穿越》中的巨型黑洞“卡冈图雅”是属于恒星级黑洞,这类黑洞是由大质量恒星演化到末期坍缩而成。

在宇宙中还存在着一类罕见的黑洞——中等质量黑洞。它们的质量介于100倍到10万倍太阳质量之间。因为从理论上,有如此质量的恒星在坍缩成黑洞之前,核燃烧会以一种失控的方式加速,恒星爆炸后不会留下任何黑洞遗迹。

可是,2020年9月3日,科学家发表在《物理评论快报》和《天体物理学期刊通讯》的论文宣称,他们通过引力波发现了有史以来第一个中等质量黑洞。这个142倍太阳质量的中等质量黑洞是由66倍太阳质量和85倍太阳质量的恒星级黑洞合并而成(另有9倍太阳质量以引力波的形式扩散出去)。

“中等质量黑洞”这个颠覆性的大发现让科学界轰动了。居然还有142倍太阳质量的黑洞,太不可思议了!

其实,小编个人觉得在偌大的宇宙中,有数以亿计大大小小的黑洞。它们完全有几率合并成任意质量的黑洞。直到去年,我们才宣布发现了中等质量黑洞,只能说明人类的探测技术落后,说它在理论上具有“颠覆性”,是否太过小题大做了?

痴迷于黑洞的科幻爱好者都会有这样一个疑问:凡事有正必有反,有阴必有阳。宇宙中这么多的黑洞在拼命吃东西,会不会有白洞在吐东西呢?

诚然,广义相对论是可以推导出白洞这种“假想天体”的。科学家还推测,白洞也应具有强大的引力,四周有封闭边沿,外界物质无法接近,就连光也只能到此为止。聚集在白洞的物质会从“起”点源源不断地向外喷射。

上世纪末,科学家们曾误以为宇宙中的X射线暴、伽马射线暴等高能射线就是由白洞发出的。可是,随着观测技术的提高,后来证实这些宇宙射线均出自百亿光年外的类星体。白洞的设想仍只能停留在数学模型上。

黑洞吞噬的物质,最终会去哪里?苦苦寻觅之际,是否让我们宇宙诞生的那一场“大爆炸”就是黑洞内的物质喷发所致。吞噬一切的黑洞在虚无的另一端迸发出了一个崭新的宇宙。终点或许亦是起点……

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