“世界那么大,我想去看看”是每个人都曾憋在心里的梦想。
实现不了,无非放不下。
放不下家庭、放不下工作、放不下金钱。
但一旦放下了,也就能踏上征程。
可“宇宙那么大,我想去看看”不是放不下,而是等不到。
我们还受困于地球,太过渺小。
等不到宇宙知识的大爆发,等不到宇宙旅行的科技革命,等不到足以承载星际梦想的新时代……
如今为了实现“宇宙那么大,我想去看看”的愿望,也只有乘上想象的舟,才能破现实的浪。
如果说,浩瀚星海中哪里最吸引人,无疑是宇宙第一大网红:黑洞。
如果能去黑洞内旅行一趟,会是一种怎么样的体验?今天以科学为线索,带大家去体验一场黑洞科幻秀。
为什么我们每个人都爱黑洞?黑洞存在吗?如何才能完好的进入黑洞?黑洞里面究竟有什么?在黑洞里时间停止后,是否真能获得永生?黑洞是否就是进入另一个宇宙的通道?
带着这些好奇,想象一下,我们登上了一艘驶向太空的观光飞船。
目的地:距离我们260千万亿公里的射手座A*超大黑洞。
为了让你能了解此行的意义,先简单介绍一下黑洞观光的注意事项,以免在观光过程中发生情绪失控事件。
黑洞不是库鲁伯亚拉的无底洞,无需携带任何洞穴探险装备。黑洞只是一颗很小很小的星星,却有着很大很大的质量,是恒星死亡后留给宇宙的遗产。
它源于一场宇宙中最美丽的生命大爆炸,俗称超新星爆发。
一颗大质量恒星以生命为代价,为宇宙聚变出所有的元素,连同爆炸后的星尘,被抛洒进宇宙深处。
这些元素作为生命的种子,被从一个星系吹向另一个星系。
而中心余留下来的残骸,由于质量大于3.2倍个太阳,就在自身引力的作用下坍缩成一个奇点,一个物理学上不无法定义的点。
在这个点上,所有的物理定律都将失效,时空在这里被打上了一个结。
黑洞也许是宇宙中唯一能终结时间与空间的地方。这里没有过去,没有未来,没有内,也没有外……一切你所熟悉的基础认知都将被颠覆、被扭曲。
扭曲的世界线构筑起一个牢笼,能把世上一切物质连同光囚禁其中,这个牢笼我们称为事件视界。
时空扭曲形成的巨大引力就像牢笼中的锁链,锁住胆敢进入的一切有形、无形之物。
因为没有光能从黑洞里传到我们眼中,所以它看上去就像一个深邃幽黑的洞。
1967年,物理学界取名专业户约翰·阿奇博尔德·惠勒正式将这个神秘的天体命名为:黑洞。
它的神秘总能激起人们的好奇欲,而胆敢进去黑洞旅行的人,一定是好奇欲大于求生欲的奇葩,因为你必须做好一去不回的觉悟。
虽然我们对黑洞如此痴迷,但至今我们仍与它素未谋面。
连面都没见过,我们却对黑洞心心恋恋,它是否存在?科学界也曾争执过。在惠勒给黑洞命名之前,它有另一个名字:暗恒星,也称暗星。
在三个多世纪以前,人们曾一度认为光的速度是无限的。
而1676年,丹麦天文学家奥勒·罗默在观察木卫一“伊娥”运行时,观察到了其星蚀时间的变化,无意间发现了光有速度的秘密。
这个秘密结合当时以牛顿为主导的光粒子说,预示着光有可能会像子弹一样被引力场吸引。
基于此,1783年剑桥学监约翰·米歇尔在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇论文,他认定一个恒星的质量只要足够大,当它的逃逸速度超过了光速,就可以把它发出的光都吸引回去,而这样的“暗恒星”可能大量存在于宇宙之中。
而后几年,法国声名显赫的拉普拉斯侯爵也独立提出过和米歇尔一样的观点,但他却把这当成了一种妄想,随后从自己的著作《世界系统》中删除掉了。
当然另一个原因可能是,19世纪随着麦克斯韦电磁波理论的出现,光粒子说已不再那么时髦,光波动说在光理论中占据主导,而波是否能被引力影响,人们还不得而知。
直到1915年,爱因斯坦发表了广义相对论,并给出了有名的场方程。
同年,一位远在第一次世界大战德俄交战前线的炮兵上尉,迷上了这方程而无心打仗,并于1915年12月22日求出了一个特殊解,也是爱因斯坦场方程的第一个精确解。
而这个解暗示了黑洞的存在,黑洞第一次有了物理方程的支撑。
这位名叫史瓦西的德国炮兵上尉,则成为世界上第一个解出黑洞的人。而他计算出的史瓦西半径,成了判断天体能否形成黑洞的重要指标。
黑洞从此再也不仅仅是想象,1939年科学家们进一步提出了一系列更准确的关于黑洞形成的理论。
但理论不代表事实,关于黑洞是否存在的争执,至少持续了20年的时间,才逐渐被接受。
而“非同寻常的主张,需要非同寻常的证据”,于是余后的几十年里,对黑洞持肯定态度的科学家们开始了漫长的寻找之旅。
2015年9月14日首次探测到引力波,以及2019年4月10日第一张黑洞照片的全球公布,震撼了世界。
黑洞确实存在!
黑洞被证实,意味着人类真正有能力通过理论去印证客观宇宙,这是人类宇宙探知的重要一步。
而对于我们本次旅行来说,要想进入黑洞内参观,可不是随便挑一个黑洞那么简单的事。
至于为什么我们要选择射手座A*黑洞作为本次的目的地?因为它够大。为了达到最佳的观测效果,我们放弃了离地球最近,只有2800光年的麒麟座V616。
因为像麒麟座V616这种质量只有太阳9到13倍的黑洞太小。
当我们靠近它的时候,巨增的引力会在我们的头顶与脚尖形成巨大的引力差,还未进入事件视界内欣赏一翻,我们的身体就会被撕碎,分崩离析。
而只有质量达到太阳的100万倍以上的黑洞,我们才能安全地穿越事件视界进入黑洞内,因为这时你头和脚之间的引力几乎一样巨大了,那点引力差完全可以忽略不计。
而距离地球26000光年之外的射手座A*黑洞,正是位于银河系中心的银心黑洞。也是银河系最大的黑洞,质量约太阳的400万倍,其史瓦西半径大约有3000万公里,相当于太阳直径的21倍。
所以我们这次旅行又叫银心探险,驶向这样大级别的黑洞,完全不用担心在进入黑洞事件视界前会被撕碎。
我们可以非常顺利地驶入它的事件视界内进行参观,完成人类的壮举。
在进入事件视界之前,你会看见黑洞附近上演的一场光影欢迎秀当我们距离银河系中心黑洞150000万公里时,就能看见远方宇宙深幽的画布上出现一个明亮的点。
这是银心黑洞的引力透镜效应,它把位于后面的恒星和星系的光全部聚焦在了前方的一点之上。
这点璀璨的星系之光,表明了我们正式进入了本次“黑洞奇幻秀”的末日观景旅程。
当再靠近一点,巨大的黑洞圆盘会浮现在我们眼前,密密麻麻的恒星与星系在外围环绕着银心黑洞,绚丽的漩涡状外环像一件最珠光宝气的项链,挂在一颗黑黝黝的大脑袋上。
这些繁星荟萃的星光都是银心黑洞引力造成的透镜现象。
如果你有过目不忘的本领,你或许还会在里面找到两颗一模一样的星星,因为黑洞扭曲的时空让周围的星光偏斜,可以让你前后两次看见同一颗星星。
如果你仔细看着那黑大脑袋,你会发现它的样子很奇怪,像一个平面二维的圆,镶在三维的宇宙中一样。
而就在你凝视深渊之时,悄无声息,你就已经被拉入深渊之中。因为巨大的引力瞬间就能将你拖进黑洞事件视界内,而你全然不知。
穿过了视界,一瞬间所有的星星又全都跑到天边去了。这时飞船上的时钟已经停止了转动,但你还是只会看见越来越接近的黑洞表面,然后天际线附近挤满众多蓝移的星光。
黑洞怪异的时空扭曲,让我们能看见黑洞另一面的宇宙,似乎一切在这里静止。
但蓝移的星光会如雨点一般打在我们的身上,还未等我们好好享受这永恒的时光,蓝移辐射就把我们烤得外焦里酥,同时巨大的时空曲率把我们抽成一根根意大利面条,直至我们被黑洞中心的奇点一口吃掉。
或许我们的这场旅行就只能到此为止了。
而在事件视界外,我们的身影或许还在无限地接近之中,这个过程到底要持续多久?没人计算过,但我们的身影会变得越来越暗,越来越红。
或许你心有不甘,难得我们不远万里光年而来,就只能参观完后被抽成面条给黑洞吃掉?
当然或许你能有另一种奇遇。
霍金曾认为,再进入黑洞奇点之前,或许我们可以进入了一个虫洞,从而来到另一个宇宙。
至于那个宇宙会是怎样的物理规则那就不知道了。
我们是在进入后瞬间爆炸,还是安然无恙地成为第一批宇宙穿越者,前往异世界打怪升级,未曾可知。
或许在另一个世界仍然漆黑一片,晃晃脑袋,睁开眼,看见的还是床上的天花板。
作为浩瀚宇宙最神秘的天体,伴随黑洞的猜想也最为神秘。
有人说,宇宙把它深埋的心事都藏在了黑洞,要想探知宇宙,就必须先了解它的心事。
黑洞就像一颗孕育在宇宙之中的黑珍珠,一直等待着人去打捞。
星海似梦,幻想作舟,即使宇宙尽头也可一游。
关于黑洞你又会有怎么的想法?
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