居住在黑洞周圍是什么體驗(yàn)？

聶云風(fēng)

在我們的傳統(tǒng)觀念當(dāng)中，因?yàn)楹诙淳哂须y以置信的強(qiáng)大引力，所以在黑洞的周圍不太可能誕生生命，只有在恒星系的宜居帶那里，才有可能存在類似地球那樣能誕生生命的星球。但是不久前，科學(xué)家利用現(xiàn)有的科學(xué)理論進(jìn)行推測后，發(fā)現(xiàn)黑洞也有類似于宜居帶那樣的區(qū)域。在那里，能誕生行星和生命，而且，如果我們居住在那里的話，會(huì)有非常奇特的體驗(yàn)。

黑洞也有行星圍繞

我們不妨先把黑洞想象成太陽。確實(shí)，離太陽太近的地方無法形成行星和生命，但是在某個(gè)距離，那里不僅能形成行星，還能誕生生命。而黑洞有沒有可能也是這樣一種情況？日本國家天文臺的科學(xué)家利用已有的物理學(xué)知識構(gòu)建了一個(gè)模型，發(fā)現(xiàn)黑洞周圍形成行星的方式跟太陽系形成行星的方式相差不大。

太陽系的行星目前被認(rèn)為是由“太陽星云”形成而來。太陽在誕生的伊始，只有一團(tuán)由氣體和塵埃構(gòu)成的圓盤云圍繞著它。圓盤云里的塵埃，在萬有引力的相互作用下，不斷地相互碰撞、收縮，然后相互結(jié)合，變大并逐漸發(fā)展成現(xiàn)在的水星、金星和地球等行星。

而在黑洞那里，在距離黑洞足夠遠(yuǎn)的地方（如果這是一顆超大質(zhì)量的黑洞，那么至少要距離10光年之遠(yuǎn)），引力環(huán)境才足夠穩(wěn)定。那里的物質(zhì)不會(huì)被黑洞吸入或撕裂，而只是被黑洞抓住，然后被壓縮并圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)，形成一團(tuán)龐大的由氣體和宇宙塵埃構(gòu)成的圓盤狀云。在那朵圓盤狀云當(dāng)中，塵埃相互碰撞、結(jié)合，然后隨著時(shí)間的流逝，一顆顆圍繞著黑洞公轉(zhuǎn)的行星就形成了。日本國家天文臺的科學(xué)家推測，在一顆超大質(zhì)量的黑洞周圍，能夠形成超過1萬顆行星。

吸積盤的大小超乎想象

當(dāng)然，光有行星星體還無法誕生生命，生命的誕生還需要光和熱。但是，黑洞又不會(huì)向外散發(fā)任何的光和熱，那么黑洞行星該從哪里獲取生命所需的能源？美國宇航局的施尼特曼博士認(rèn)為，黑洞行星能從比行星更靠近黑洞的黑洞吸積盤那里，獲取自己誕生生命所需的光和熱。

吸積盤是由一群等待著被黑洞吞噬的物質(zhì)所組成的扁平物質(zhì)帶。在這里，物質(zhì)之間會(huì)相互劇烈摩擦和碰撞，然后因此產(chǎn)生反應(yīng)，向外發(fā)射強(qiáng)烈的可見光、紫外線和X射線等電磁波。這些電磁波一部分會(huì)射向黑洞，一部分則射向黑洞周圍的行星，為那些行星提供光和熱。

黑洞行星有什么特點(diǎn)？

不過正如太陽系中的行星那樣，如果沒有合適的大氣層，那么過于強(qiáng)烈的光熱反而會(huì)阻止生命誕生，并且也無法保持水分。黑洞行星從黑洞的圓盤狀云中形成，而圓盤狀云中還有著豐富的氣體，這些氣體會(huì)構(gòu)成黑洞行星的大氣層。再加上黑洞周圍的行星數(shù)量非常的多，所以施尼特曼博士推測，一些黑洞行星會(huì)跟地球那樣幸運(yùn)，具有合適的大氣層，它們的大氣層能使抵達(dá)地面的光熱降至一個(gè)合適的水平，并能保持水分。

還有科學(xué)家推測，一些黑洞行星或許可以不用從黑洞吸積盤那獲取光和熱，而是利用宇宙大爆炸遺留下來的能量來溫暖自己。盡管宇宙大爆炸遺留下來的能量彌漫在宇宙當(dāng)中，能量級非常小，但是根據(jù)引力透鏡效應(yīng)，就像放大鏡聚焦太陽光那樣，黑洞強(qiáng)大的引力會(huì)把路過的彌散的宇宙大爆炸能量聚集起來，從而為黑洞行星提供足夠強(qiáng)度的能量。這股聚集的宇宙能量，其強(qiáng)度跟吸積盤所散發(fā)的光和熱相比又小得多，如果黑洞附近行星以這股能量為光熱來源的話，那么它誕生生命所需的大氣條件就不會(huì)過于苛刻。

黑洞行星也會(huì)自旋，所以我們不必?fù)?dān)心晝夜的問題。能形成行星，又有光和熱的來源，還有合適的大氣層來保持水分和調(diào)整抵達(dá)地面的光熱，最后再加上自轉(zhuǎn)，這樣看來，黑洞附近還真有可能誕生生命。那么，如果我們能在黑洞附近的生命星球上生活，會(huì)是怎么樣的一種感覺？

黑洞行星上的體驗(yàn)

根據(jù)廣義相對論，如果我們的運(yùn)動(dòng)速度越快，我們的時(shí)間也就過得越慢。黑洞行星的公轉(zhuǎn)速度遠(yuǎn)超恒星系行星的，甚至非常接近光速。再加上黑洞會(huì)扭曲時(shí)間，根據(jù)測算，黑洞行星上的時(shí)間會(huì)比地球的慢上1000倍。如果我們在黑洞行星上住個(gè)一天，那么地球則過去了1000天的時(shí)間，這接近3年。不過，由于我們是跟著黑洞行星一起轉(zhuǎn)的，因此，盡管在黑洞行星上的我們能知道時(shí)間變慢了，但在體驗(yàn)上還是沒什么異樣。

到了黑洞行星的夜晚，夜空中會(huì)布滿閃亮的星星，而且它們會(huì)很快地劃過天際。這是由于超大質(zhì)量的黑洞都處在星系的中心，而這里是恒星最為密集的地方，所以黑洞行星的夜幕中到處都是閃亮的星星，黑洞行星的夜空亮度會(huì)是我們的10萬倍。而星星之所以會(huì)迅速地在天際間劃過，那是因?yàn)楹诙葱行悄墙咏馑侔愕墓D(zhuǎn)速度。

在黑洞行星上生活，我們還要每幾年就要準(zhǔn)備迎接大變的四季。盡管黑洞不會(huì)把它附近的行星吸進(jìn)去，但是它那巨大的引力還是給黑洞行星造成了較大的影響，黑洞行星的傾角會(huì)變得“漂浮不定”。地球的傾角約每41000年稍微變化一次，不過它再怎么變化，也只是在22.1°到24.5°之間變化，變化幅度不超過2.4°。正是由于傾角的穩(wěn)定，地球上才有穩(wěn)定的四季。而黑洞行星的傾角會(huì)在短短的400年里，在幾十度的幅度間變化，黑洞行星的四季會(huì)因此變來變?nèi)?，例如，本來是炎熱夏季，下個(gè)季節(jié)有可能就直接跳到寒冷的冬季。

但是以上都只是理論和推測，除非我們真能找到繞著黑洞旋轉(zhuǎn)的行星。歐洲航天局計(jì)劃于2034年發(fā)射一個(gè)叫做激光干涉儀空間天線的探測器，這是一個(gè)非常靈敏的探測器，可以捕捉行星大小的物體穿過黑洞周圍時(shí)空時(shí)所產(chǎn)生的引力波波紋。屆時(shí)，我們將知道，黑洞周圍到底有沒有行星了。