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1 # 刁博
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2 # 宇宙觀察
什麼是黑洞?
它是時空扭曲到極致後產生的天體,一般誕生於大質量恆星的生命末期,2.44倍太陽質量的核心區域在大質量恆星最後一次“掙扎”中受到了強大的擠壓力,最終導致組成原子核的中子和夸克都被壓碎,於是乎一個引力強大到連光都無法逃逸的黑洞就誕生了。
截至目前,天文學家們發現的黑洞大部分都是由恆星坍塌而來的,只有個別位於星系中心區域的超大質量黑洞是由小質量黑洞融合而來的,典型例子就是銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*,以及5500萬光年外的超級黑洞M87*
人類有可能製造一個黑洞嗎?劉慈欣在《三體》中曾描寫過一個“光速二號”黑洞,這個黑洞誕生於“環日加速器”中,出現後馬上被匯入了一顆小行星內,由此避免了被霍金輻射蒸發的命運。
現實世界中的歐洲大型強子對撞機在2008年試執行時,曾經有人擔心兩個接近光速的粒子對撞時的巨大質量會生成微型黑洞,進而毀滅地球,但隨後專家組的計算表明對撞機的功率不足以產生人造黑洞。
未來中國可能建造的百公里周長超級對撞機,其功率也不可能產生微型黑洞,如果說微型黑洞的生成條件真的和正常黑洞有些區別,而導致微型黑洞出現的話...
已故的霍金生前的“霍金輻射”是目前唯一一個認為黑洞會緩慢消失的理論,如果它是正確的話,產生的微型黑洞在對撞機內部的高度真空中會瞬間蒸發,如果霍金輻射是錯的話,微型黑洞將毀滅地球。
人類目前在宇宙中發現了兩種黑洞。一種是由大質量的恆星坍縮形成的恆星型黑洞,這種黑洞的質量在3個太陽質量至幾十個太陽質量之間。另一種黑洞是超大質量黑洞,其質量在一百萬個太陽質量以上,大的能夠達到上千億個太陽質量。在一些星系的中心往往就存在一個超大質量黑洞,人類第一張黑洞照片的主角就是一個質量為太陽65億倍的超大質量黑洞,位於室女座A星系的中心。超大質量黑洞的形成目前還不是很確切。
除了這兩種黑洞,還有理論中預言的黑洞。比如在宇宙大爆炸後不久,由於部分割槽域物質非常密集,這些物質直接坍縮形成了一些原初黑洞,那些黑洞對宇宙的演化發展發揮過非常重要的作用,如今那些黑洞基本上都因霍金輻射蒸發殆盡。
另外,包括霍金在內的一些研究黑洞的科學家非常希望人類能夠製造出黑洞。人類是無法制造恆星型黑洞及超大質量黑洞的,畢竟地球的質量比最小的恆星型黑洞都要小數個數量級,科學家們渴望製造出來的是一種質量非常小的迷你黑洞,是利用加速器去製造。
在歐洲核子研究中心的大型強子對撞機執行之前,有人就分析過,如果對撞機制造出了black hole,霍金就有可能拿到諾貝爾獎。遺憾的是直到現在大型強子對撞機也沒有製造出黑洞。中國要建造更大能量的對撞機,也沒有談到用對撞機制造黑洞。可能是因為能量還遠遠不夠吧。
黑洞相當於將質量集中到一個非常小的區域中,如果讓兩個能量非常高的粒子迎頭相撞,就有可能在對撞的瞬間將很高的能量或質量集中到很小的一個區域中,那個區域的質量密集程度如果達到一定程度就會製造出一個黑洞。
如果製造出了這樣的黑洞,人類完全沒必要擔心,因為霍金輻射會使它在極短的時間內蒸發掉,時間短到人類還來不及去探測。有人說誰能保證霍金輻射是正確的?的確,霍金輻射目前還沒有得到實驗的嚴格證明,不過需要知道的是,不僅霍金輻射會認為質量很小的黑洞會很快蒸發掉,其他理論也是這樣認為的。科學家都不擔心黑洞能將地球吞噬,杞人還擔心啥?