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如果我们能建造一个黑洞呢?

如果我们能建造一个黑洞呢?
2022年09月06日 19:25 新浪网 作者 天文在线

  黑洞是神秘的、破坏性的、致命的重力表现,达到了合乎逻辑的极端。但是,如果我们能够掌握黑洞并让它们为我们工作呢?今天我们将揭开这个面纱,来回答这个非同寻常的问题。

  

  在某些方面,黑洞有点像宇宙浴缸底部的排水口,任何靠近黑洞的东西都会螺旋式下降进入排水口,落入无尽的黑暗中。而黑洞内部的构造和物质超出了我们的视线,超出了我们的思想,在我们所了解的宇宙之外。黑洞几乎不会受到堵塞的影响。因此,如果我们确定要以某种方式建造一个黑洞,最合理的理由就是将它用于废物处理。

  

  因为黑洞可以把离它近的所有东西都吞噬掉,如果这件事能在我们的控制之下完成,那么我们就再也不用担心我们的垃圾和塑料了,以及那些我们不再需要的东西。我们可以把这些垃圾扔进我们建造的黑洞中,然后世界就变得整洁干净了。

  但是,也许事情没那么简单。黑洞可以消除我们扔给它的任何东西,但毫无疑问的是太阳基本上也可以做到这一点。因为距离太阳太远,我们还没有能力向太阳系中心发射所有垃圾。可以想象,我们建造的大多数黑洞也是如此,离我们太远。经典的恒星黑洞是在一颗垂​​死的恒星坍缩时形成的,是将一个非常大的质量压缩成一个非常小的空间。

  

  如果我们想建造一个黑洞,那么我们首先需要掌握某种控制恒星毁灭的方法。这是一个大问题。然而,无论我们怎么做,在空间和时间上所有物质和能量在某个地方都会产生相应的巨大引力扭曲,这也是将物质吸引到黑洞和事件视界的原因。但是,这种巨大规模的引力效应和力量正是我们不能合理地期望使用黑洞来消除我们不想要的东西的原因,除非我们想把整个地球都扔进黑洞。

  建造恒星黑洞唯一安全、不消耗地球的地方是在太阳系之外...基于这一点,我们把垃圾扔进去的想法就变得更加荒谬和难以实现。太阳突然成了一个更现实的选择。除非我们能开发出一种新的、无敌的能源,能让我们的航天飞船能从这飞到太空中的黑洞。但在这个特定的假设情景下,其实这个问题也能被自己解决。因为如果我们可以建造一个黑洞,那么它实际上已经能成为一个巨大的新能量来源。

  

  有一种误解认为,黑洞只是一个万物消亡的地方,但它们同时也是蕴藏着巨大能量的地方。旋转的黑洞拖拽它们周围的时空,创造出一个内在时空以惊人速度移动的封闭区域。这个区域被称为能层,关键是,它不像事件视界那样不可逃逸。因此,有理论认为可以把物质发射到能层,使之加速到可以逃逸出去。这有点像普通的太空探测器围绕像木星这样的行星飞行,通过弹弓活动来增加能量。

  

  如果被能层束缚的物质角度正确,那么当它重新被束缚时便恰到好处,重新逃逸出现的时候就已经有效地从黑洞中窃取能量。这个想法最早由罗杰·彭罗斯爵士提出,而最近的实验数据(使用声波)证明它实际上是可行的。进一步说,利用“彭罗斯过程”我们还可以制造一种叫黑洞炸弹的东西...听起来像科幻的、基于奇点的超级武器,但实际上不是。我们稍后再谈武器。

  黑洞炸弹将会是一个人类建造的围绕在黑洞周围的物理框架,旨在通过与能层之间相互作用有效获取所有可能的能量。2020年,物理学家马里恩·克朗布(Marion Cromb)和丹尼尔·法乔(Daniele Faccio)在《自然物理学》杂志上撰文称,我们从这样的结构中获得的能量将是无限的。当然,哪怕只是实现如此遥远目标的任何一点,我们都需要投入巨大的科技力量,这仍然只是停留在假设阶段且实际上只是一种幻想。理论上,这可能行得通。但在现实生活中,我们离实现这个目标还差很远。

  

  迄今为止,我们甚至无法接触到距离我们1000光年的,最近的黑洞,但这也意味着我们可以构建一个假想的世界,探索更多的可能性。

  这样的发展肯定会使人类更接近卡尔达肖夫指数的II型文明甚至III型文明。科学家们探索宇宙取得的进展,是令人兴奋的,也是令人不安的,因为当有许多黑洞能够形成一颗折叠的超新星,你就不必再去创造一个。理论上,只要有足够的能量或物质被压缩到足够小的空间区域,就可以形成黑洞。两束粒子束相对发射,正如欧洲核子研究中心的大型强子对撞机那样,就会产生反应。

  长期以来,欧洲大型强子对撞机的实验一直是世界末日预言的素材——一个庞大的黑洞从法国和瑞士边界下爆炸,瞬间摧毁了世界。但现在还没有必要恐慌,大型强子对撞机产生的任何黑洞都是亚原子大小的,它会在瞬间出现又消失。

  

  当然,争论还在继续,但大多数在欧洲核子研究中心工作的科学家很快就消除了大家对灾难的恐惧。然而,令人遗憾的是,关于创造黑洞的讨论往往会引出这一前沿科学的另一个方面:我们可以如何将其武器化? 据估计,即使是一个比一便士还小的微小黑洞的出现,也可能带来相当于多个原子弹的能量和破坏力,就像黑洞一样巨大的物体突然出现,整个太阳系都会受到威胁。

  但是,对于任何已经成功制造出黑洞来吸走能量的文明来说,对于任何控制着如此巨大力量的社会来说,像这样的超级毁灭性武器很容易被构思和制造出来。所以,为什么止步于此呢? 如果一个文明已经学会了如何建造和控制一个黑洞,他们难道不能轻易地地建造和控制两个吗?难道他们就不能把这两种物质撞击在一起,产生更多的能量,用于制造更大、更具毁灭性的武器吗?

  当两个黑洞相互靠近时,它们周围的空间会进一步扭曲,发出被称为引力波的波纹。

  

  当黑洞相互碰撞时,逐步发生越来越严重的时空扭曲,同时释放愈发高能的波…最后,黑洞相互融合并释放出最后巨大的重力波,这种情况会产生极大的能量。2017年,天文学家观测到一个完整的黑洞显然是从遥远星系中心被发射出来的现象,其也许是黑洞碰撞造成的。如若能够获取一丁点儿碰撞中产生的能量,那这些不竭的能量也足够我们世代使用,或者足够去摧毁任何我们想摧毁的东西,只要我们愿意的话甚至能摧毁整个星系,当然我们只能希望没人会愿意扣动这种武器的扳机。

  当然,显而易见的是无论以上哪种假设情况发生,这都将是未来才会发生的事。而且,如果某天能以某种方式创造出第一个属于我们的黑洞,我们可能仍然无法活着看到制造黑洞炸弹、无限能源、星系毁灭武器所必需的技术被创造出来。

  

  对于二十一世纪的人类来说,黑洞还有太多重要的东西未知。再加上越来越盛行的理论,继续研究它们的理由也越来越多——黑洞可能以“另一个”白洞形式存在,这种结构与现有理论相反,在这里物质被无限排斥。

  欧洲大型强子对撞机试验并非为了创造黑洞,但当人类能够达到随意生成黑洞这个地步的话,我们的发展将会跨上一个不可思议的新台阶。现在,我们有太多关于黑洞的理论研究没办法去证实,但是如果能够人为创造一个黑洞,那么我们就距这些答案更进一步了。如果我们能有方法通过碰撞释放出的巨大能量找到人类生存之道,那我们将打开一道从未想象过的知识大门,这也是我们能制造一个黑洞之后才会发生的事情。

  Fy:弗莱海特·D·琼斯,causa libera,biu~biu~,清醒时分,Katrina.H

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