大型旋轉黑洞新發現,可能是溫和的蟲洞,具備進行空間旅行的可能

大型旋轉黑洞新發現,可能是溫和的蟲洞,具備進行空間旅行的可能

在科幻小說中,最受歡迎的場景之一是利用黑洞作為另一個維度、時間或宇宙的入口。這種幻想可能比以前想象的更接近現實。

黑洞也許是宇宙中最神祕的物體。它們是引力無限制地擠壓垂死恆星的結果,導致形成一個真正的奇點,當整個恆星被壓縮到一個點時,產生一個密度無窮大的物體。這個緻密而熾熱的奇點在時空本身的結構上打了一個洞,可能為超空間旅行打開了一個機會。這是一條穿越時空的捷徑,允許在短時間內跨越宇宙尺度的距離。

研究人員此前認為,任何試圖利用黑洞作為這類門戶的航天器,都必須考慮到自然界最糟糕的情況。這個又熱又密的奇點會使飛船在完全蒸發之前經受一系列越來越不舒服的潮汐拉伸和擠壓。

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馬薩諸塞大學達特茅斯分校的團隊已經證明,並非所有的黑洞都是生來平等的。如果像人馬座A這樣的黑洞,位於我們自己星系的中心,是巨大且旋轉的,那麼宇宙飛船的前景就會發生巨大的變化。這是因為宇宙飛船必須面對的奇點是非常溫和的,可那存在一個非常平靜的通道。

之所以有這種可能,是因為在旋轉的黑洞中,相關的奇點在技術上是“弱”的,因此不會損害與之相互作用的物體。乍一看,這一事實似乎有悖直覺。但你可以把它想成是一種常見的經驗,一個人的手指迅速通過蠟燭的近2000度的火焰,而不被燒傷。

2016年,受克里斯托弗·諾蘭大片《星際穿越》的啟發,卡洛琳·馬拉里博士開始測試馬修·麥康納飾演的角色是否能在深陷於巨型黑洞時存活下來。《星際穿越》是根據諾貝爾獎得主、天體物理學家基普·索恩和加岡圖亞的一本著作改編而成。

大型旋轉黑洞新發現,可能是溫和的蟲洞,具備進行空間旅行的可能

在物理學家阿莫斯·奧裡 20年前所做工作的基礎上,憑藉強大的計算能力,馬拉里建立了一個計算機模型,該模型可以捕捉航天器或任何大型物體落入像人馬座a 黑洞時的大部分基本物理效應。

她發現,在任何情況下,墜入旋轉黑洞的物體在通過黑洞所謂的內視界奇點時,都不會受到無限大的影響。這就是進入旋轉黑洞的物體無法移動或避免的奇點,不僅如此,在適當的情況下,這些效應可能會小到可以忽略不計的程度,從而讓奇點得以輕鬆通過。事實上,對下落的物體可能根本沒有明顯的影響。這增加了利用大型旋轉黑洞作為超空間旅行門戶的可行性。

馬拉里還發現了一個以前沒有被充分認識到的特徵:在旋轉黑洞的背景下,奇點的影響會導致航天器上的拉伸和擠壓週期迅速增加。但是對於像Gargantua這樣非常大的黑洞,這種效應的強度是非常小的。所以,宇宙飛船和飛船上的任何個人都不會發現它。

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關鍵的一點是,這些影響不會無限制地增加;事實上它們是有限的,即使飛船上的應力在接近黑洞時趨向於無限增長。

在馬拉里的模型中,有一些重要的簡化假設和由此產生的警告。主要的假設是,考慮中的黑洞是完全孤立的,因此不受其附近恆星或任何下落的輻射源的持續干擾。雖然這個假設可以進行重要的簡化,但值得注意的是,大多數黑洞都被宇宙物質,塵埃、氣體和輻射所包圍。

因此,馬拉里工作的自然延伸將是在一個更現實的天體物理黑洞的背景下進行類似的研究。

馬拉里利用計算機模擬來檢測黑洞對物體的影響的方法在黑洞物理學領域非常普遍。不用說,我們還沒有能力在黑洞內或黑洞附近進行真正的實驗,因此科學家們通過理論和模擬,通過預測和新的發現來發展理解。

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