随着人类文明和科学技术的进步,我们对太空中的天体有了更准确的认知,不再偏执的以为地球是宇宙的中心,更不会轻易否定地球之外的星球上同样可能有生命存在。而在宇宙中存在的所有物体中,人类无法直接观察到的黑洞,则具有更浓重的神秘色彩,尽管科学家们能够通过周围物体的行为来研究黑洞,但至今依然无法通过技术手段直接探测到它的存在。在很多科幻大片中,都将黑洞以大家假想的形象展示了出来,那么,你对宇宙中真实的黑洞又有多少了解,为什么说人类并不会想要居住在黑洞的附近?
如何科学地描述充满神秘的黑洞
很多人在说起黑洞的时候,首先联想到的就是它空曲率无限高、奇点的热量无限大这两大特性。简单来说,黑洞不过是重力的极限,就像是一个占用空间极小的非常大的物质集合。但事实上,关于黑洞的描述,其实并不只有一种方式,比如,我们可以简单将其定义为一种密集到让光都无法从表面溢出的物体。
同时,我们也可以将在逃逸另一个物体的重力时,某种物体需要具备多快的速度,也就是所谓的逃逸速度来描述黑洞。倘若一个物体要摆脱另一个物体的引力,那么,它就必须达到这个逃逸速度。而逃逸速度又取决于两个主要因素,一是该目标物体本身的质量,二是距离该物体中心的距离远近。
我们可以用大家熟知的火箭来举例:当火箭想要避免地球带来的引力时,就必须加速到每秒11.2千米的速度。但是,如果火箭是在一个半径只有地球一半的行星上,那么它需要具备的逃逸速度则需要达到每秒15.8千米。并且,即便是质量相同的两个星球,由于它们的密度差异造就了不同的大小,因而其逃逸速度也会相应的更大一些。
看不见的黑洞具有怎样的构造特征
黑洞拥有两个基本的组成部分,它们分别被科学家们称为事件视界和奇点。事件视界,指的并不是普通意义上的物理表面,而是围绕黑洞的球体,它的半径是Schwarzschild半径,标记的是逃逸速度和光速相等的位置。而进入内部的事件最终都会落在中心,并且,物质在被压缩到很小的体积之后,拥有了无限的密度。
既然在这样的特殊空间里,即使是光线也无法逃离黑洞的引力,那么,科学家们是如何观察到黑洞的?事实上,迄今为止,科学家们对黑洞进行的所有研究,都不是建立在直接观察的基础之上,而是通过它给周围环境所带来的影响,以确认它是否存在、以及它的大小。简而言之,对于黑洞的研究,很大程度上都依赖于间接探测。
虽然,我们看不到黑洞和它内部的活动,但却可以观察到它周围物体的行为,而这些行为便与其附近存在的密集物体(黑洞)有关。并且,黑洞可能带给周围物体的影响,包括但并不局限于将物质在被拉入黑洞,以导致形成的吸积盘围绕着巨大却看不见的物体进行旋转。
人类居住在黑洞附近意味着什么
对于超大质量黑洞而言,由于它们总是处于星系的中心位置,其周围遍布着大小不一的恒星。所以,倘若我们在这样一个黑洞的附近居住,那么,不管是白天、还是黑夜,我们都无需使用电灯这样的工具来进行照明。或许你会觉得这样的体验真酷,但事实上,当居住的地方和黑洞之间的距离太近的时候,黑洞会将其周围恒星发出的光集中后放大,而这些超强的光线则可能会释放出可怕的辐射。
如果居住在黑洞周围的我们,想要对太阳进行更详细的研究,那么将会比在地球上的时候具有更大的挑战性。因为,我们面临的首要问题,便是卫星如何承受这样的极端太空天气。在这样一个特殊的宇宙空间里,航天器要与我们居住的星球进行通信,在消息传递的及时性上将面临很大的问题,容易存在一定程度上的时间延迟。比如,之所以人类没有登陆火星,就是因为地球在与其进行通信的时候,可能会面临22分钟左右的延时对接。
由于黑洞附近的物体会经历不一样的时间方式,因而加剧了时间延迟的程度,事物的真实速度也会比我们看上去的速度更快。简而言之,朝着黑洞方向发射的卫星通信,其延迟的程度会因为距离更近而更长,或许当我们在我们收到卫星回传信息时,它早已经消失得无影无踪。并且,位于黑洞附近恒星团之中的中微子,还会放射性加热与自己亲密接触的物体。
而释放出的这些放射性加热不仅照亮的周围的空间,同时还会将临近的空间加热。中微子这种微小而快速的粒子几乎没有重量,也不会和任何其他物质产生相互作用,但由于它们的体积足够大、且位于黑洞附近,所以能够加热所有被它们撞击到的物体。简单来讲,行星会在吸收中微子之后,使得自己的核心被加热。综上所述,倘若我们在黑洞附近的星球居住,便会面临更多的难题和生活问题,这大概也是为什么我们的地球并不位于那样的特殊区域吧。
作者:石兰(抄袭必究)