|
说起黑洞，相信大家都不陌生，它应该是宇宙中最神秘的天体，科学家知道它就在那儿，可却只听其声，不见其形。 起初，科学家们也不知道宇宙中还存在着黑洞这种极端的天体。关于这种天体存在的预言，还是从爱因斯坦的广义相对论中推导出来的。 当大量的质量聚集在极小范围的空间中，在强大的引力作用下，时空会被高度弯曲，会以一定的半径形成一个曲率无限大的闭合时空，这便会形成黑洞。
众多天文观测数据表明，几乎每一个星系中心都存在着一个质量超大的黑洞，比如银河系中心就存在着一个超大质量黑洞——人马座A，它的质量大约是太阳的400万倍 。 黑洞可怕吗？能够靠近黑洞吗？ 在很多人的理解中，黑洞就是一个可以吞噬万物的无底洞，连光线也能吞噬。有人甚至认为，穿过黑洞可以瞬间到达另一个平行宇宙，或者宇宙中另一个遥远的地方。 确实，黑洞周围的引力十分强大，任何物体一旦被黑洞的引力捕获，掉进去就再也出不来了。因为黑洞事件视界内的逃逸速度已经超过了光速，而任何有质量的物体的速度都不可能达到或者超过光速。
不过，黑洞也并没有大家想象中的那么危险，只要合理运用物理规律，就不会掉进黑洞里。地球没有掉到太阳上去，就是因为地球在以30公里每秒的速度绕着太阳公转。如果未来的人类想驾驶着宇宙飞船近距离观察黑洞，而不掉到黑洞里去，那么就必须以几万公里每秒的速度在合适的距离上绕着黑洞以非常精确的轨道运转。
只有离黑洞太近时，才会被黑洞撕碎甚至吞噬。也就是说，尽管每个星系中心都存在着一个很大的黑洞，但最终也并不会把整个星系都吞噬掉。 虽然可以避免掉进黑洞，但黑洞强大引力所产生的潮汐力仍然不容小觑，弄不好就会让宇宙飞船解体。 如果我们待在黑洞附近会怎样？ 2019年的时候，科学家们通过事件视界望远镜（EHT）为距离地球5000多万光年的M87星系中心的那个超大质量黑洞拍了一张照片，这是人类拍摄的第1张黑洞照片。
实际上，这张照片也并未拍到黑洞本体。因为理论上来说，通过电磁探测手段是无法拍到黑洞本体的，因为黑洞本体并不向外界辐射电磁波。 根据物理学家的推测，黑洞本体由奇点及包裹奇点的视界构成。奇点是一个体积无限小、密度无限大的点。而视界则是黑洞的最外层，是黑洞内部时空与外界的分界面。一旦穿过这个视界面，就算是光也出不来。 第1张黑洞照片中那明亮的光环，实际上是黑洞周围的吸积盘。吸积盘由大量被黑洞撕碎的物质构成，这些物质向黑洞中坠落前，会绕着黑洞本体高速旋转，在摩擦的过程中释放出大量的光和热。部分物质在此过程中还会以辐射形式从黑洞两极喷射出去。
可见，待在黑洞附近，最要命的不仅有引力，还有辐射，这些高能辐射不仅对生物有害，还会损坏宇宙飞船。 不过相对于这些风险来说，还有一些令人惊喜的地方。 根据爱因斯坦的广义相对论，在强引力场中，相对于弱引力场而言，时间的流逝速度会变慢。这一结论早已被实验证实，并且有实际应用。比如，高度差会带来微小的引力场强度变化，全球定位系统（GPS） 在设计时就必须考虑到由此导致的地面设备与卫星时间不同步的问题，而解决这一问题的办法就是每隔一段时间校准一下卫星上的原子钟，让它与地面原子钟的时间同步。
黑洞附近拥有宇宙中已知最强的引力场。当我们身处黑洞的强引力场中，由于地球的引力场强度比黑洞弱很多，那么我们所经历的时间就要比地球上的人所经历的时间慢。 这不仅体现在钟表测量的结果中，我们自身也能亲自体验到这种奇妙的感觉。如果我们能瞬间返回地球，就会发现，自己在黑洞周围仅待了几天，而地球上的人或许已经过了几十上百年。 理论上来说，只要离黑洞足够近，待的时间足够长，我们就能够通过这种方式穿越到遥远的未来。正所谓“天上一日，地下一年”，看来宇宙中还真有这种神奇的地方存在。 |
|
|
