提到宇宙,人们往往会想到各种美好的事物,比如带着神秘光环的土星和各式各样的美丽星云,但是,深邃的宇宙中同样潜在着巨大的危机,那就是能够吞噬一切东西的黑洞。
据2017年《科学》杂志报道,美国天文学家通过X射线观测望远镜的数据发现,巨型黑洞能吞噬3亿个太阳!
要知道,一个太阳的质量,等于33万个地球,也就是是说,一个巨型黑洞,可以吞噬99“兆”个地球,这个数字已经突破了“千亿”这个计量单位。
综上可见,黑洞有巨大的威慑力,连太阳都不是黑洞的对手,更何况一个小小的地球呢?
一群科学家为了窥探宇宙的奥秘,发明了超级对撞机,希望能从质子相撞的过程中,探索“宇宙大爆炸”的奥秘,但是这一撞,很可能撞出一个“人造黑洞”,吞噬地球。
黑洞是什么?
2019年4月10日,一则震惊世界的消息在各个国家流传开来,我们人类第一次通过自己的科技窥探到了黑洞模糊的样貌。那是一个被橙红色包裹的黑色空洞,远远看去,像是电影中巨龙的眼睛。
很多人得到消息后,并没有欢欣雀跃,反而异常失望,因为黑洞的照片太模糊了。
- 黑洞
1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的真空解,这个结果表明,宇宙中存在一个界面——“视界”,一但进入“视界”,所有的东西都会被吞噬。
随后,这个“视界”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒正式命名为“黑洞”。
根据我国权威科学杂志《科学探索》的解释,黑洞是宇宙中的一种天体,具有极为强大的引力,这种引力的“拉拢”速度甚至超过了光速,所以,连光都无法从黑洞的引力中逃脱。
连光无形无色的东西都无法摆脱黑洞的巨掌,那人类在黑洞的面前,就更渺小了。在目前科学家的解释中,所有进入黑洞的物质都只有一个下场:先被撕碎,再被吞噬。
当然,和我们中国神话中的“貔貅”不同,黑洞并不是“只吃不吐”的存在,它唯一能吐出来的东西是粒子到常规光子,以及从黑洞质量本身获取能量的一些辐射(霍金辐射)。
综上,我们也就不难理解黑洞照片模糊的原因了。
一方面,黑洞距离地球的距离非常远,导致望远镜观测到的数据量非常庞大,单是分析这些数据就需要很长的时间。
另一方面,我们拍摄照片,往往会讲究一个“曝光”的机制,也就是说,在地球上,没有光,就没有照相这门技术,而黑洞作为光的天敌,基本就成了所有照相器材的噩梦。
因为这个原因,人们无法“主动”拍摄黑洞,只能靠着黑洞“吐”出来的能量和辐射,对黑洞有一个轮廓上的认识。
- 黑洞是如何产生的
从天文学的角度出发,黑洞往往是超大质量的恒星,在寿命耗尽的时候发生爆炸而形成的,在科学家的研究下,目前的太阳系并不具备生成黑洞的可能性。
即使是距离我们最近的恒星太阳,放到整个宇宙中,充其量也只是一个中等质量的黄矮星,因此,50亿年后,太阳的寿命耗尽,发生爆炸后,只会在中央区域留下一颗白矮星,而不是深不见底的黑洞。
然而,随着科技的发展,人类渐渐掌握了事物之间各式各样的联系,想法也更加大胆,他们企图将黑洞作为技术,牢牢掌握在自己的手里。
2005年,一个名叫霍拉蒂·纳斯塔西的美国物理教授,在地球上制造了第一个“人造黑洞”,他采用美国纽约布鲁克海文实验室的粒子加速器,将两个金离子以光速对撞,从而制造了这人类历史上的惊人一幕。
尽管这个人造黑洞非常小,但已经具备了天体黑洞的许多特点,能够将周围10倍于自身质量的粒子尽数吞噬。纳斯塔西的实验令世界看到了黑洞的神奇之处,也给相关的研究开展了新的课题。
超级对撞机
在瑞士和法国的边境处有座侏罗山,从表面上看,这座山青翠葱茂有雾气环绕,是一座景色壮美的山地。然而,在它地下100米的位置上,坐落着世界上最大、能量最高的粒子加速器——欧洲大型强子对撞机。
为了减少对地面的干扰,这个对撞机试验场,以“环形”的趋势,将侏罗山的地下围住,总长达17英里,精确长度为26659米。
这座对撞机从2008年9月投入使用,至今已有13个年头,13年内,这台对撞机始终围绕着五个课题进行展开:质量、空间、反物质、宇宙构成以及宇宙大爆炸。
毫无疑问,宇宙大爆炸之中,便涵盖了人造黑洞这个“子命题”。
在对撞机的真空管道中,每天都有无数个粒子以光的速度迅速穿梭,和另一个粒子迎头相撞,这种猛烈的撞击能在瞬间爆发出极强的高温,随后,会生成一个个人造黑洞。
2010年11月,来自全球各地的上千位科学家,在强子对撞机内放出了两个亚原子粒子,经过对撞机的加速,两个粒子在冗长的管道内瞬间相撞,产生了将近10万亿摄氏度的高温,而这种高温,和宇宙大爆炸时的高温,非常接近。
经过这次粒子的强对碰,管道内形成了一团类似液体的东西,科学家们将其命名为夸克-胶子等离子体,这团“液体”的出现,直接推翻了宇宙最初是气态的说法。
那么,这一颗颗人造黑洞真的能吞噬地球吗?答案是否定的。
纵观人造黑洞的发展过程,每一次出现都是在对撞机的管道内,这就意味着,人造黑洞的体积并不大。其次,人造黑洞消失速度很快,基本在产生的瞬间就会消失,对人类并没有威胁。
结语
黑洞作为宇宙中的神奇一隅,是我们人类最为好奇的东西,我们虽然无法触碰到黑洞的存在,但我们认识自然,了解自然的好奇心,永远是我们前进的动力。
或许我们人类现在的科技无法创造长久的人造黑洞,但是随着科技的发展,我们终有一天能够认识自然,利用自然改造自然。
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