美科學家聲稱黑洞周圍也可以存在生命

2020-10-18 星辰大海種花家

黑洞周圍常常被認為是X甚至是伽瑪射線輻射高發區域，在黑洞的周圍經常以死地來形容，要說在黑洞周圍能找到生命，常常被稱為這想法是不是瘋了！但紐約州立大學石溪分校的天體物理學家保羅·薩特在3月6日發表的文章中認為，黑洞周圍也可能存在生命！

黑洞是怎麼形成的，為什麼會認為它的周圍是一片死地？

在現代天文的認識中，有兩種可能會形成黑洞，一種是恆星演化的末期內核演化出鐵核後的坍縮，或者大質量恆星直接坍縮等恆星型黑洞，另一種則是宇宙大爆炸初期高密度物質區域坍縮而成的黑洞，前者有理論基礎，後者能解釋超大型黑洞的來歷。當然黑洞還能從愛因斯坦的廣義相對論中推導出來，而且2019年4月10日晚還公布了M87星系中心的黑洞，所以黑洞已經實錘了！

黑洞周圍為什麼是一片死地？

這得了解下去年公布的黑洞我們為什麼能看到！正常條件下，黑洞只有幾種可能能間接觀測到，因為黑洞是一個超大質量的天體，但它不會輻射任何光線，因此只能以引力透鏡的間接方式觀測到它的存在。但我們看到的M87黑洞明顯不是，周圍有一圈暗紅色的光芒！

19年4月10日公布的黑洞標準照

其實這並不是我們肉眼能看到的可見光波段拍攝的，因為黑洞距離太遠，假如要可見光拍攝的話需要數十甚至上百千米口徑的光學望遠鏡，但顯然人類不具備，所以轉而用幹涉陣列的射電望遠鏡，將分布在半個地球的射電信號處理成一個地球直徑的望遠鏡！

事件視界望遠鏡幹涉陣列分布

這些射電望遠鏡將接收到的無線電信號，用超級計算機處理了將近兩年，最終獲得了黑洞的照片！但這過程中有一個問題，不是說黑洞不發出任何光麼，為什麼又被射電望遠鏡看到了？其實是因為黑洞強大的引力吞噬了大量的物質，比如M87*黑洞十年即可吞噬一個太陽的質量，這些發出的射電信號就是物質被吞噬後最後吶喊的「聲音」！吞噬過程中會發出從伽馬射線到X射線以及可見光和紅外、微波等全波段信號，在距離黑洞比較近的位置時甚至比微波爐裡的條件還要差！

這樣的黑洞周圍還有生命嗎？

保羅·薩特認為：黑洞周圍也可能存在生命

保羅·薩特假設了一個有趣的條件，他認為在一個巖石質行星，剛好在一個在一個超大質量的黑洞視界外高速公轉時，可能會產生足夠的溫度和宜居條件。他的理由如下：

  • 行星的熱量與液態水來源

黑洞對這個巖石質行星的引潮力會讓內部產生足夠的溫升，就像木星強大的引力導致木衛一表面起伏超過100米，並且還有活火山正在噴發活動，這在旅行者二號在上世紀八十年代路過木星時就發了。

木衛一火山噴發

如果這顆行星上存在水，那麼這些能量足夠讓它保持在液態水狀態，比如木衛二冰殼下就存在一個深達上百千米的冰下海洋，而這種情況在木星和土星的衛星系近距離衛星中都是普遍狀況。

  • 黑洞讓微波背景輻射成為陽光？

這是一個非常有趣的理論，大意是黑洞強大的引力會讓宇宙微波背景輻射從宇宙膨脹快速遠離的紅移重新在引力梯度空間中獲得能量，轉而成為藍移，黑洞強大的引力甚至可以將背景輻射從微波段加速至可見光，甚至到紫外輻射！

普朗克衛星獲取的微波背景輻射

微波背景輻射：宇宙大爆炸的餘暉，即宇宙誕生38萬年光子脫耦時的輻射，由於宇宙膨脹，已經將這些光紅移到了微波段！

而且黑洞的引力透鏡效應可以將微波背景輻射聚焦到視界周圍，使得在那顆巖石質行星上看起來的微波背景輻射像一顆太陽。

  • 黑洞成為行星提供黑夜？

保羅·薩特認為，黑洞周圍高速公轉的行星還可能擁有黑夜，因為行星的自轉使得它有「太陽」也有黑夜。保羅·薩特經過計算，大於太陽質量1.6×10^8的黑洞在其視界附近擁有一個狹窄的「宜居帶」，但在此處的行星不得不以接近光速公轉才能保持足夠的「離心力」對抗引力！

米勒行星就是一顆在黑洞附近的行星

這些理論都靠譜嗎？

很顯然保羅·薩特的「理論」在理論上是可行的，但千萬倍太陽質量的黑洞並不是那種視界周圍擁有很平滑過渡的黑洞，這種類型的黑洞仍然擁有一個殘暴的視界，也就是還沒有接近視界可能就會被洛希極限撕碎，或者周圍超強的吸積盤輻射，又或者高速公轉的「離心力」讓行星破碎。

所以保羅·薩特的理論僅僅是理論上存在，就像《星際穿越》中米勒行星上的世界一樣，滔天巨浪就是黑洞引起的，當然米勒行星的條件也是《星際穿越》中被詬病最多的，所以現實中這種可能性幾乎就是零，保羅·薩特假設的黑洞周圍存在生命的理論不會指導天文學家將外星生命的尋找方向指向黑洞。

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