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黑洞可能是星際旅行的中轉站,外星人通過“光環驅動”來去自如_銀河

我們的腦海裡一直有這樣一幅畫面,威力無比巨大的黑洞,它所發出的可怕引力會吞噬宇宙的各種物質,連光都無法逃脫。毋庸置疑,如果生命進入黑洞,會立即死亡。

但是現在物理學家通過計算機模擬表明,大型旋轉的黑洞可以作為星際空間旅行的航站。一些物理學家因此認為,你可能會通過黑洞到達銀河系的遙遠的地方,或者可能到達另一個星系。目前的宇宙學研究認為,最安全的星際通道之一可能是銀河系中心的超大質量黑洞,它被稱為人馬座A*,它可能是人類航天器飛出銀河系的中轉站。

黑洞是橫亙在科學事實和科幻小說之間的界線。一方面,科學家們通過研究認為真實的黑洞正在活動中,他們吞噬了那些毫無戒心距離太近的恆星,然而另一方面,現實研究卻終結在黑洞的邊緣,這裡被稱為事件視界,那裡從來沒有宇宙飛船去過,於是科幻小說作家們開始了各種天馬行空的創作。

所以無論在黑洞內部還是邊界之外發生了什麼,都是屬於猜測。科學家們一致認為,如果你進入黑洞的足夠深處,引力最終都將會變得十分強大,以至於它會殺死任何企圖穿越黑洞的東西。但科幻電影則更為樂觀,他們將黑洞描繪成穿越時空的門戶,或通往其他維度的門戶。也許您聽到科幻這個詞,只是認為這是些腦洞大開的幻想,頂多滿足一下人類的想象欲和感官刺激。

然而現在一些科學家認為科幻迷們關於黑洞的想法可能並非毫無道理。每個黑洞的中心都有一個密度無窮大的點,稱為奇點,這是黑洞具有強大引力的原因。幾十年來,科學家們一直認為奇點都是一樣的,所以任何經過視界的物體都會以同樣的方式被摧毀,它們會像中國的山西拉麵一樣被拉伸,一直到無限長的長度。

但在上世紀90年代初,這種觀點發生了變化,來自加拿大和美國的不同研究團隊發現了第二個奇點,稱為“大規模膨脹奇點”。它仍然有很強的引力,但它只會把物體拉伸到有限的長度,而且在這個過程中可能不會殺死你,也就是說,你可能在穿越黑洞的旅途中倖存下來。更具體地說,通過一個大的旋轉黑洞,這是第二個奇點存在的地方。

很明顯,天文學家現在並不能通過黑洞的旅行來驗證這個理論。事實上最好的測試地點,是在距離我們27000光年遠的銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*,但是這麼遙遠,現在人類想要測試根本不現實。於是科學家們轉而考慮進行計算機模擬,想要發現當我們成功地到達一個單獨的、旋轉的黑洞會發生什麼。麻省理工學院達特茅斯分校和喬治亞格溫內特學院的一組科學家首次進行了這個實驗。

模擬過程顯示,當你通過黑洞的第二個奇點時,溫度會略微升高但並不劇烈,只是你沒有足夠的時間來應對非常強大的力量。通過這個相對較弱的奇點,就像手指快速穿過1000攝氏度的蠟燭火焰。如果你的手指在火焰中停留的時間足夠長,你會被灼傷,但是如果你的手指快速穿過火焰,你幾乎感覺不到任何東西。同樣如果你以合適的速度和動量,在合適的時間通過一個弱奇點,你可能毫髮無損,感覺不到什麼變化。至於一旦你穿過黑洞到達另一邊會發生什麼,沒有人真正知道。科學家認為其中一種可能性是,你會到達銀河系的另一個遙遠的地方,可能距離任何行星或恆星都有光年之遙,但另一種更有趣的可能性是,我們會到達一個完全不同的星系,前提是你的生命足夠長可以走那麼久。

現在哥倫比亞大學的天文學家天體物理學家大衛·基普對於奇妙的黑洞作用又有了新的拓展,對於假想中的外星文明如何穿梭於我們的星系,天文學家認為他們可以向相互環繞的雙黑洞發射鐳射。

這個想法是NASA數十年來使用的技術的未來升級版。光環驅動的方法是利用“引力反射鏡”來吸收黑洞的能量,引力反射鏡是黑洞的一個區域,它吞噬物質,並將其以完全相同的方向發射出去。於是發射的鐳射束會在黑洞周圍彎曲並帶來額外的能量,進而推動宇宙飛船接近光速。天文學家可以通過觀察黑洞是否比預期更頻繁地合併,來尋找外星文明使用“光環驅動”的跡象。

大衛·基普表示,利用那些被稱為“飛旋鏢光子”的返回光子,星際旅行理論上可以利用因此收集到的能量,實現比黑洞本身還要快133%的速度。這種從黑洞中獲取能量的方法不僅可以避免危險地接近引力空洞。宇航員多年來一直使用彈射原理,利用行星或者月球自身的重力,幫助太空船加速進入宇宙空間。黑洞移動越快,光環驅動器可以從中獲取的能量越多,因此科學家更多關注彼此相互螺旋運動的雙黑洞模式。一個外星文明可以利用黑洞作為銀河系的中轉站,但是很難遠端探測到,除非有更高的雙星合併率和過多的雙星偏心。

從理論上講,如果一個外星文明可以足夠近的接近黑洞,那麼它就可以在我們無法察覺的情況下利用這種星際穿越方法。光環驅動相比其它可能的星際旅行方式,可以減少對大量燃料來源的依賴。其它理論上的星際旅行方式需要宇宙飛船加速到所謂的“相對論速度”,一種與光速相當的速度,而光環驅動可以說是一種顛覆性的獲取能量的方式,雙黑洞模式本質上講就是一個巨大的電池,關鍵是如何開發和有效利用宇宙中存在的巨大能量。

責任編輯:

Reference:科技日報

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