熱愛未知,比如宇宙和清晨 ![]() 我們都生活在陰溝 但仍有人仰望星空 王爾德 我們對黑洞模樣的全部想象,除了它會(huì)是一個(gè)至黑至深的漩渦之外,就是《星際穿越》里宛如土星的攝人圖景。 ↓ 在百度搜「黑洞」是有彩蛋的 ![]() 跟許多其它事情一樣,在過去,黑洞被認(rèn)為是「不可能」的。 就像熱力學(xué)之父「開爾文勛爵」威廉·湯姆森曾宣稱像飛機(jī)那樣「比空氣重得多」的裝置要在空中飛行是不可能,他還認(rèn)為無線電沒有未來,X 光只是無聊的把戲;《紐約時(shí)報(bào)》的記者曾嘲諷現(xiàn)代火箭學(xué)的奠基人羅伯特·哈金斯·戈達(dá)德不知道作用力與反作用力之間的聯(lián)系,缺乏高中物理的基本知識(shí),「火箭是不可能成功的,因?yàn)樵谕馓諞]有可以用以推進(jìn)的空氣」;愛因斯坦也曾在 1939 年寫過一篇論文,試圖證明「黑洞永遠(yuǎn)不可能形成」。 結(jié)果現(xiàn)在我們跟遠(yuǎn)在異鄉(xiāng)的父母頻繁地通話,囑咐他們用 X 光全面檢查身體,Elon Musk 也將帶領(lǐng)我們登陸火星。 黑洞也真的存在。 至今,隨著我們愈發(fā)深入的探索與觀測,已經(jīng)在虛空處發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)致密的黑洞。宇宙在用自己至廣至深的空間與時(shí)間告訴我們,一切皆有可能。 ↓ 《星際穿越》的專家組是認(rèn)真地用科學(xué)方法模擬出黑洞的視像 ![]() 現(xiàn)在或許連小學(xué)生都能說出,「黑洞」是一種引力非常強(qiáng)的天體,包括光線在內(nèi)的所有一切都無法從中逃脫,甚至可能通過它實(shí)現(xiàn)時(shí)光穿越,就像無數(shù)科幻作品里這么幻想的。 我們可以這么理解黑洞:設(shè)想一個(gè)平整、柔軟的二維平面,比如一塊很大彈力布,如果我們往平面上投下一小團(tuán)物質(zhì),它會(huì)變形或起皺,這是如果把一顆初始速度極快的玻璃球往起皺處的切面上投去,玻璃球會(huì)圍繞皺面滾動(dòng),就像行星繞著太陽運(yùn)動(dòng)的軌道一樣。 ↓ 質(zhì)量達(dá)太陽 10 倍的黑洞之電腦模擬圖 ![]() 依據(jù)廣義相對論的推演,黑洞中存在擁有無窮大密度的「引力奇點(diǎn)」,因而形成的超強(qiáng)引力,內(nèi)里和附近的時(shí)空都會(huì)被扭曲,可能導(dǎo)致了奇異的情況,比如若你離黑洞很近,與地球上的我相比,我們對時(shí)間和空間的感覺會(huì)不一樣。相對來說,你所處空間的時(shí)間會(huì)變慢。 ↓ 科學(xué)家用引力透鏡模擬的黑洞,可看出在星系背景扭曲的圖像 ![]() 去年,科學(xué)家推出了一個(gè)「Event Horizon Telescope」計(jì)劃,要使用九座電波望遠(yuǎn)鏡指向人馬座 A*(Sagittarius A*)的方向,那里是銀心的位置,也是一個(gè)推算中距離我們約 25,000 光年的黑洞,誓要在 2017 年成功拍攝出一張黑洞的照片。 銀心是銀河系中心最亮的區(qū)域,許多天文學(xué)家相信在銀心中有一個(gè)不發(fā)光的質(zhì)心,恒星繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)超重質(zhì)量黑洞就是「人馬座 A*」,發(fā)射著強(qiáng)烈的無線電波,質(zhì)量大約是太陽的 400 萬倍,每 11 分鐘左右就能完整旋轉(zhuǎn)一圈。 ↓ 來自 NASA 的合成圖中,右側(cè)銀光閃爍的地方就是人馬座 A* 的位置,它的高亮度就像是掩耳盜鈴,那是大量物質(zhì)跌入它的結(jié)果,當(dāng)然,這一瞬間發(fā)生在距離我們的 25,000 年前 ![]() 不過由于它距離地球太遠(yuǎn)了,所以比較起來 —— 它占據(jù)的天空,不過是放在月球上的一張 CD 碟片那么大而已。 除了銀河系的人馬座 A* 之外,科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)計(jì)劃前往更遠(yuǎn)的地方看看星系 —— 比如 M87,它的黑洞要大得多,但也距離我們大約 5350 萬光年,這可不是一段小距離。 為了觀測它,科學(xué)家們已經(jīng)派出一架被稱為「爆破等離子」的巨大飛機(jī)進(jìn)入太空。 ↓ 大麥哲倫云中心黑洞的模擬視圖,請注意引力透鏡效應(yīng),從而產(chǎn)生兩個(gè)放大、以星云最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現(xiàn)在頂部,扭曲成一個(gè)弧形。 ![]() 像是給科幻粉們發(fā)糖,2015 年瑞典皇家理工學(xué)院在首都斯德哥爾摩舉辦的會(huì)議上,霍金發(fā)表了一個(gè)有趣的觀點(diǎn): 黑洞有出口,就算掉進(jìn)去也還有機(jī)會(huì)出來。 他認(rèn)為黑洞無法吞噬和消滅物理訊息,粒子有機(jī)會(huì)帶著信息逃脫出來,但從黑洞里出來的信息已經(jīng)不是原來的樣子了,變得非常無序:就像若你燒掉一本百科全書,只要保存了全部的灰燼,那么理論上你并未損失任何信息,但要再想閱讀上面的信息就將變得極其極其吃力。 但這一論點(diǎn)與相對論中關(guān)于粒子信息通過黑洞后就會(huì)被消滅的假設(shè)相悖。 ↓ 瑞士攝影師 Fabian Oefner 的作品「Black Hole」,一種抽象卻具有莫名吸引力的高速攝影作品,就像黑洞 ![]() ![]() 霍金本人通過這場演講要傳達(dá)的訊息就是,黑洞并沒有那么黑,也并不像過去認(rèn)為的那樣是個(gè)永恒的牢籠。嚴(yán)格來說掉入黑洞有可能全身而退,黑洞中心的奇點(diǎn)是通往另外的宇宙或者空間的通道,只是你將永遠(yuǎn)從本宇宙消失。 這就是迷人的蟲洞說法,它們就像第四維的管道,如果宇宙真的不是一個(gè)冷冰冰、毫無人情味的存在,那么黑洞就是他給我們開的后門,讓我們有途徑可以突破被鎖死的光速。 黑洞必須非常大,而且如果它在旋轉(zhuǎn),就有可能通往另一個(gè)宇宙。但是,你會(huì)無法回到我們的宇宙了。 所以盡管我對太空旅行很有興趣,但我可不會(huì)嘗試。 當(dāng)然這個(gè)理論還未經(jīng)證實(shí),或者我們將永遠(yuǎn)都無法證實(shí)了。 |
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