黑洞,在許多人眼裡,是宇宙中神秘強大力量的代名詞。在黑洞強大的引力作用下,時空會被扭曲,光線也無法逃逸。當一顆恆星走到終點,內部能量無法抗衡自身質量產生的巨大引力,物質開始向核心坍縮,最後形成體積接近無限小、密度幾乎無限大的星體,最終可能會形成黑洞。
一般認為,黑洞是坍縮的恆星形成
▶ 黑洞也分大小根據黑洞質量的不同,天文學家將黑洞大致分為三類:①100倍太陽質量以下稱為恆星級黑洞(2019年11月,中國科學院國家天文台劉繼峰、張昊彤研究團隊利用郭守敬望遠鏡發現一顆迄今為止最大質量的恆星級黑洞,是太陽質量的70倍);②100倍-10萬倍太陽質量稱為中等質量黑洞;③10萬倍太陽質量以上的被認定為超大質量黑洞。科學家認為,銀河系中心可能就存在著巨型超大質量黑洞,歐洲科學家通過觀測計算,發現銀河系中心銀河系中心一顆名為S2的恆星附近,存在一個超大質量黑洞,其質量為太陽的370萬倍!
科學家認為,許多星系的中心存在超大質量黑洞
2017年12月7日,美國卡耐基科學研究所科學家發現有史以來最遙遠的超大質量黑洞,其質量是太陽的8億倍!黑洞的引力如此之大,導致在黑洞視界(內的逃逸速度大於光速),任何靠近它的物體甚至光線都會被吸進去。
這張效果圖展示了一顆恆星的物質被附近的黑洞吸收的情景
▶ 人造黑洞?真的嗎?然而,人類的好奇心總是會戰勝恐懼。在上世紀80年代開始,就有科學家設想製造“黑洞”的可能。第一個提出這個想法的是加拿大“不列顛哥倫比亞大學”的威廉·昂魯教授。他設想聲波在流體中的表現跟光在黑洞中的表現很類似,如果使流體的轉速超過聲速,那麼也就相當於建立了一個初級“黑洞”。雖然威廉·昂魯教授製造出的“黑洞”並不是真正的黑洞,但確實表現出了黑洞吸收周圍物質的一些特性。
紐約布魯克海文實驗室對論重離子對撞機2000年投入使用,可以加速金原子核子流到光速並使之對撞
在2005年3月,美國布朗大學物理教授霍拉蒂·納斯塔西,利用紐約布魯克海文實驗室的大型粒子加速器,製造出了地球上第一個“人造黑洞”。利用相對論重離子對撞機,將大型原子的核子(如金原子核子)加速到接近光速並使之相互碰撞,產生相當於太陽表面溫度3億倍的熱能。製造出來的微小的灼熱火球,可以將周圍10倍於自身質量的粒子吸收,這已經具備了真正黑洞的特點。
兩顆核子以光速對撞,瞬間產生出相當於太陽表面溫度3億倍的熱能
▶ 黑洞炸彈?意味著毀滅?黑洞巨大的破壞力,總有人因此而產生聯想。俄羅斯《真理報》曾披露俄羅斯科學家的推測:黑洞不僅可以在實驗室中製造出來,而且50年後,具有巨大能量的“黑洞炸彈”可能會問世。一個微小的黑洞,它的能量將超過一座核電站。而一顆“黑洞炸彈”爆炸後產生的能量,將相當於無數顆原子彈同時爆炸,如果在地球上引爆,會造成無法控制的毀滅性的後果。在它面前,如今人類最大的核彈相形見絀。
人類史上引爆的最大核彈是蘇聯的AN602又稱“沙皇炸彈”,起爆當量5000萬噸TNT以上,蘑菇雲達七倍珠峰高度
不過也有科學家認為,按照目前人類的物理學水平還無法製造出具有破壞能力的黑洞,大家暫時不用擔心。▶ 能量源泉?誰也擋不住科學家的腦洞,有科學家設想“黑洞炸彈”作為武器,就有人想把它作為獲取能源的所在。無獨有偶,用的工具居然還是“黑洞炸彈”。1971年,俄羅斯物理學家雅科夫·澤爾多維奇將黑洞視為某種旋轉系統,並在地球上進行模擬實驗。他們假設黑洞是一個旋轉的圓柱體,是由可吸收能量的物質構成。一個物體落入黑洞前會分裂,其中一部分落入黑洞,而另一部分逃逸,逃逸的部分以黑洞作為代價,有效地獲得能量。因此,通過向旋轉黑洞發射物體或者光線,我們就能獲得能量。
戴森球是科學家設想的宇宙超級文明通過恆星獲取能源的裝置,理論上也可以用於黑洞
這腦洞夠大,但不一定沒有道理。如果未來人類或者可能存在於某處的地外高級智慧文明,科技到達一定程度。可以在黑洞周圍建造一個類似戴森球的結構,使其與黑洞同步旋轉。不斷的將用物質、光線或電磁波製作的”黑洞炸彈”投進黑洞,最終這些物質會以更多的能量形式被反射出來…就能獲得源源不斷的黑洞能量。▶ 寫在後面但是,假設總歸是假設,雖然也不乏一定的科學道理,但終究距離我們太遙遠。希望在遙遠的未來,“人造黑洞”永遠不會是反噬人類的東西,而是人類用來揭開宇宙之謎的工具;如果真有一天造出了“黑洞炸彈”,也不會是毀滅文明的武器,而是作為文明延續的能量源泉。關於“人造黑洞”和“黑洞炸彈”,你怎麼看呢?留言討論一下吧