黑洞內部是什麼?諾獎得主作出解釋,不能貿然窺視

2021-01-07 世界抽屜

黑洞是學術界非常大的一個科研課題。人們在上個世紀初就開始了對黑洞的研究,但是由於認知水平和觀察設備還不夠先進,科學家們對黑洞的研究大多只停留在猜測、理論的層次。

只是在前些年人類拍攝了第一張黑洞的照片之後,黑洞才得以誕生。儘管如此,科學家們仍然不知道黑洞的內部結構是什麼,或者在黑洞裡有什麼。

這也讓科學家和天文愛好者等更想知道它的內部構造,是不是被黑洞吞噬後真的可以進行穿越?

事實上,這一問題甚至連世界頂級科學家都無法回答,因為人們對黑洞的認識已經超越了人類的認識範圍。不過,科學家們仍然在探索黑洞存在的可能性。

曾經有科學家提出了一種聽起來更科幻的觀點,即黑洞與白洞相互連接,黑洞的另一端是白洞,兩者之間的通道是時空隧道。但是,很難驗證這個觀點,因為需要確認白洞和時空隧道的存在。

上述觀點缺乏科學依據,很容易被用於製作科幻影視作品中。與此相反,科學界的主流觀點似乎更為嚴格,許多科學家認為黑洞內存在奇點,但不知道是否除了奇點外還有其它物質或物體。奇點是什麼?

它也是一個理論概念,它雖然體積無限小,但卻具有無限大的質量,大爆炸理論認為宇宙在最初也是一個奇點。

據悉,2020年諾貝爾獎得主彭羅斯是「黑洞內奇點論」的支持者,同時他指出人類看不到黑洞內任何東西,主要原因是奇點。

為何人類不能觀察到黑洞中的奇點?第一,奇點的體積非常小,人類用任何天文觀測設備都無法觀測到它。第二,目前還沒有關於奇點在黑洞中位置的理論。

而且,黑洞擁有宇宙中最強的引力,任何物質進入其視界範圍後就會被吞噬。還有科學家建議發射無人探測黑洞的探測器,但無人探測很可能會失敗。

當前人類對黑洞的了解非常有限,只能通過公式計算出其視界範圍的大概值,如果真正想要研究黑洞的世界範圍,則幾乎是不可能的,因為黑洞內部和外部的引力差異很大,一旦進入世界範圍就會被吞噬。

人們通常用視覺來觀察外部世界,但是黑洞的引力很強,它可以把光全部吞噬,所以人們不能通過光的反射來了解黑洞中的結構。

除上述原因外,科學界還出現了一些其它的論斷,以解釋黑洞內部不可見的原因。雖然大部分觀點缺乏科學依據,但卻為研究提供了新的方向。

這幾個方向對應著一條道路,有些可能是錯的,有些雖然曲折,但最終卻是對的,但是我們現在不知道哪一個方向才能最終到達終點。

過去的人類文明史告訴我們,即使走錯了路,也要付出一定的時間和代價,最後才能回到正確的軌道上,所以我們要對未來的太空探索充滿期待。

當然有光黑洞的各種猜想不止於科學界,這讓我想到了《三體》的「二向箔」。

二向箔出自劉慈欣的著名科幻小說《三體Ⅲ:死神永生》。二向箔是宇宙在黑暗森林狀態下,星際文明的一種毀滅性攻擊武器。一個被力場包裹的「小紙片」。

與三維空間接觸的瞬間,使三維空間的一個維度蜷縮到微觀,從而使三維空間及其中的所有物質跌落到二維,使對方在三維宇宙中無法存在。

空間跌落蔓延速度小於光速,因此只有以接近光速脫離的物體才可以避免傷害,其攻擊範圍最終據信會達到星系級別空間,甚至可能更大。

二向箔的基本原理是空間二維化,本質上說是將原本的三維空間中的單個維度捲曲壓縮,進而實現對空間的逐步吞噬和拆解,原來的三維空間多數部分將不復存在,變成了二維的了。

可以這麼理解「黑洞」是比二向箔更強大的存在,有點父子的感覺。這不得不讓人佩服作者劉慈欣的腦洞之大,而且正因為寫出了如此優秀的作品,劉慈欣還獲得了科幻雨果獎。

《三體》不僅科幻方面的概念設計做得好,人文哲學的思考也貫穿其中,小說中很多經典的話,初讀時簡直是振聾發聵:

失去人性,失去很多,失去獸性,失去一切。

給歲月以文明,而不是給文明歲月,給時光以生命,而不是給生命以時光。

弱小和無知,不是生存的障礙,傲慢才是。

整套書籍介紹了很多科幻世界的概念和科研可能,我們知道科學成果往往是先有概念,然後討論,實驗,多次實驗證明,最後才成形的。對於喜歡科幻的朋友,我強烈推薦《三體》。

裡面有非常多顛覆認知的新概念,挑戰人類想像力極限的思想實驗,《三體》的鐵桿粉絲中不僅有雷軍,還有馬化騰,甚至曾經的美國總統歐巴馬。

歐巴馬尤其喜歡劉慈欣的《三體》。曾在讀完第二部《三體》後,讓白宮工作人員發郵件給劉慈欣催更,喜劇的是劉慈欣以為是有人搗蛋,把郵件當作垃圾屏蔽了,直到後來白宮通過官方渠道聯繫上他,他才知道真的是白宮發來的郵件。

歐巴馬不僅催更,當他以私人名義來訪中國的時候,別人都是給單價30萬的錢求能與他合影,他卻點名要見劉慈欣。

《三體》一共有三部,《地球往事》、《黑暗森林》、《死神永生》,筆者最愛第二部與第三部,初讀時簡直興奮到停不下來。即使晚上睡覺時,滿腦子也都是宏偉飄渺的宇宙,新奇的科幻概念,巧妙的故事構思。

最讓筆者震驚的是第三部中,被三體人截獲後「復活」的雲天明,寫給人類的3個童話故事。

童話裡藏著地球文明獲救的方法,但初讀第一遍不到結尾你根本不知道答案是什麼。最後跟著作者的筆伐,一點點解開謎底的時候,有種看偵探小說爽到爆的感覺。

但凡看過這三個故事的人,沒有不佩服劉慈欣的。

日本文化界世界頂級遊戲製作人,讀完《三體》後,不吝言詞的稱讚它為「超級不可能」小說:

在普遍性、娛樂性、文學性這『三體』重力絕妙平衡的拉格朗日點上誕生的、奇蹟性的『超級不可能科幻小說』!

因此,我想給沒看過《三體》的朋友隆重推薦這本書,它確實值得一讀。

有人擔心科幻中的物理概念會不會看不懂導致影響閱讀體驗。其實完全不用擔憂這個,我是物理學外行,依然能輕鬆讀懂,我剛上初中的侄子在閱讀的時候也毫無壓力。

此外,到2020年4月,它已被列入教育部基礎教育教材開發中心(2020年版)中小學生閱讀指南目錄中的指定中段文學閱讀書目。馬上元旦,過年了,送自己、朋友、親人禮物時,強烈建議送這套科幻盛宴。

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