物理學家:只有一種方法可讓人類安全進入黑洞

作者 | 發布日期 2021 年 02 月 05 日 16:00 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


想解開黑洞的謎團,人類應該冒險前往黑洞,但有個很大的問題,進入黑洞的人,無法向整個宇宙的任何人報告研究成果。雖然我們距離任何黑洞都非常遙遠,但黑洞可說是宇宙數量最多的天體之一,黑洞似乎是宇宙大爆炸到現在演化過程不可少的組成部分,就連現在的銀河系中心,也仍有一個約 400 萬倍太陽質量的超大黑洞。

黑洞有大有小,有的也帶電,如同電子或質子,甚至有的會旋轉,但主要分成兩大類型:第一種是恆星級黑洞,具備與太陽質量相似的黑洞,另一種則是星系級的超大質量黑洞,質量是太陽數十萬倍甚至數十億倍不等,不僅質量差,區別還在於中心到事件視界邊緣的長度,又稱為徑向距離或史瓦西半徑(對無電荷不旋轉的黑洞而言)。

黑洞的事件視界是不可回頭的點,任何進入這點內的東西都會被黑洞吞噬,永遠消失在已知的宇宙。視界內黑洞引力非常強大,以致任何機械力都無法克服或抵消,即使是光,宇宙速度最快的東西,也無法逃脫黑洞的魔爪,因此才有「黑洞」這個術語。

▲ 恆星級黑洞與超大質量黑洞的差異,兩者頭腳引力差會產生不同的結果,本圖未按實際比例繪製。(Source:The Conversation

視界半徑取決於黑洞質量,這是進入黑洞的人能否倖存的關鍵,對質量與太陽相同的黑洞,史瓦西半徑約等於 3 公里;相較之下,銀河系中心的超大質量黑洞,史瓦西半徑約為 1,170 萬公里。如果一個人掉進恆星級黑洞,由於與黑洞中心的引力源相當接近,一個人的頭和腳引力會有 1 兆倍以上差異,這麼強大的引力差會使人拉伸成細長條狀,也就是俗稱的麵條化。若人掉入超大質量黑洞,則因距離引力源仍然遙遠,意味著頭與腳的引力差幾乎為 0,此時人就能不受影響地進入視界邊緣,但相對的永遠也出不來。

我們觀察到的大多數黑洞都被非常熱的吸積盤包圍,盤中物質大多是由氣體和星際塵埃或恆星、行星等離視界太近而落入的物體組成,這種狀況肯定不適合進入。

科學家若想進入黑洞研究有可能,要安全進入黑洞,需要找到完全孤立的超大質量黑洞,且不以周圍物質為食,另外還必須記住,落入視界的人將無法對外界發送任何訊息,旅程和發現將永遠消失於整個宇宙,也許他們會享受冒險,並生活在另一個宇宙。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:pixabay