多重宇宙示意图 图片来源:科技日报
黑洞形成图 图片来源:科技日报
面对浩瀚的宇宙,人类从未停止探索的步伐,与之相关的科幻作品层出不穷,其中不乏对未知的思考与大胆畅想。
2014年上映的《星际穿越》为我们讲述了一个人类为了摆脱生存危机而进行星际探索的故事。影片中男主角库珀穿越虫洞到达遥远星系,在黑洞中利用引力为女儿传送摩斯电码,最终改变了人类命运。那么在现实世界中人类对黑洞的了解到底有多少?进入黑洞之后,真的可以遇到奇点进入第五维空间吗?下面,我为你揭晓这些答案。
影片中,当库珀来到位于土星附近的黑洞时,惊异地发现眼前的黑洞是一个三维球体,并不是自己想象中的那个黑窟窿。当然,这是电影中对黑洞的视觉化处理。其实,现实中的黑洞也不真的是个洞,而是一种密度极高、体积极小的天体,一般由恒星演化而来。我们知道太阳的半径是七十万公里,假如它变成一个黑洞,半径就会大大缩小,缩到大概只有三公里,而地球就更可怜,直径六千多公里的地球如果变成黑洞,直径将塌缩到只有几毫米!
当然,并不是所有恒星都可以变成黑洞的,地球就更没戏了。黑洞一般是由质量大于太阳10倍以上的恒星演化而来。暮年的恒星,因为核聚变反应的燃料耗尽而死亡,由于没有外部力量来对抗引力,恒星残骸便逐渐塌陷,在这之后,恒星半径不断减小,密度不断增大。我们知道恒星质量越大,引力就越强,当恒星半径收缩到小于某个值时,引力就变得巨大,能吸纳周围的一切物体,甚至连光都无法逃逸。既然光无法跑出来,我们自然看不到这个天体,所以黑洞是“黑”的,因此我们也无法直接观测它,只能观测到它对其他实物的影响,从而间接得知它的存在和相关数据。很多科学家甚至相信,所有大型星系的中心都会存在超大质量的黑洞,其中也包括我们所在的银河系。这些黑洞的质量大小不一,能达到几百万到几百亿个太阳质量。
那么,现实生活中的人类可以像库珀那样进入黑洞并平安脱险吗?答案也许要令科学爱好者们失望了,由于黑洞的引力巨大,任何一个试图靠近它的人都将被撕得粉碎,另外,黑洞周围的温度超高,一旦接近它,也会立刻被热成等离子体。
这样看来,电影中的穿越故事离我们还相当遥远,或许在不久的将来,它们还会被不断发展的科学证明是谬误。但是,这些都不能阻止人类的好奇心,以及对宇宙无尽的想象。(杨傲飞)
本文由北京工业大学应用数理学院教授周洪直进行科学性把关