生活在黑洞周圍會(huì)怎樣 愛(ài)因斯坦：黑洞方一日 地球已千年

黑洞是宇宙中最神秘的天體之一，因?yàn)槠湟�力范圍甚至連光都無(wú)法逃脫，科學(xué)家因此無(wú)法直接觀測(cè)黑洞的內(nèi)部。然而，通過(guò)對(duì)黑洞周圍物質(zhì)變化的研究，我們對(duì)黑洞的性質(zhì)有了一些了解。

目前確定的是，黑洞不僅能夠撕裂靠近它的天體，還能通過(guò)超強(qiáng)引力扭曲附近時(shí)空，使黑洞周圍星球上的時(shí)間流逝速度變慢。

以科幻電影《星際穿越》中的卡岡圖雅黑洞為例，它通過(guò)引力將周圍星球上的時(shí)間流逝速度減緩，達(dá)到了1小時(shí)7年的地步。這個(gè)看似不可思議的情節(jié)經(jīng)過(guò)科學(xué)驗(yàn)證，并且最早是由愛(ài)因斯坦提出的。在他的廣義相對(duì)論中，引力被解釋為“大質(zhì)量天體扭曲周圍時(shí)空引起的幾何跌落”，即引力除了影響空間中星球的運(yùn)行，還影響時(shí)間中流逝速度的快慢。

在廣義相對(duì)論中，質(zhì)量越大的天體引力越強(qiáng)，相應(yīng)減緩時(shí)間流逝速度的能力也越強(qiáng)，而宇宙中質(zhì)量最大的天體是黑洞，因此黑洞周圍的時(shí)間流逝速度是最慢的。

天文學(xué)家將黑洞分為原初黑洞、超大質(zhì)量黑洞和恒星級(jí)黑洞。原初黑洞是宇宙大爆炸初期因質(zhì)量分布不均勻而形成的天然黑洞，超大質(zhì)量黑洞主要存在于星系中央，是由多個(gè)黑洞融合而成的，例如銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座a*。而恒星級(jí)黑洞則是由大質(zhì)量恒星在晚年坍塌而形成的，分布廣泛且數(shù)量眾多。

如果人類居住在黑洞周圍的星球上，黑洞引力帶來(lái)的時(shí)間膨脹效應(yīng)將使這些人的時(shí)間與外界不匹配，產(chǎn)生“黑洞方一日，地球已千年”的效果。如果一個(gè)人在黑洞周圍的星球上生活了一周，然后返回地球，地球上可能已經(jīng)過(guò)去了數(shù)年，這取決于黑洞的引力強(qiáng)度。

在電影《星際穿越》中，卡岡圖雅黑洞的質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)的一億倍，可以將時(shí)間流逝速度減緩至“一小時(shí)七年”的水平。而目前天文學(xué)界發(fā)現(xiàn)的最大黑洞SDSS J073739.96+384413.2相當(dāng)于1040億個(gè)太陽(yáng)。在這樣的黑洞周圍生活，時(shí)間膨脹效應(yīng)將使外部世界在短時(shí)間內(nèi)過(guò)去千萬(wàn)億年甚至更久。這樣的時(shí)間膨脹效應(yīng)使得黑洞附近的生存環(huán)境成為宇宙中最嚴(yán)酷的環(huán)境之一。

目前天文學(xué)界還未在太陽(yáng)系附近發(fā)現(xiàn)黑洞，因此我們可以暫時(shí)放下對(duì)黑洞的擔(dān)憂。唯一需要警惕的是一些超級(jí)對(duì)撞機(jī)，因?yàn)樗鼈兊膶?shí)驗(yàn)強(qiáng)度可能會(huì)產(chǎn)生微型黑洞。如果未來(lái)人類文明有能力向黑洞附近發(fā)射探測(cè)器，或者讓宇航員接近黑洞，那么由于黑洞附近的時(shí)間膨脹效應(yīng)，探測(cè)器或宇航員傳回地球的數(shù)據(jù)可能會(huì)因時(shí)間流逝速度減緩而變得極其緩慢。這可能導(dǎo)致人類無(wú)法獲得黑洞附近的第一手資料，因?yàn)檫@些信息會(huì)在漫長(zhǎng)的時(shí)間膨脹中被封閉，需要幾千年甚至幾萬(wàn)年后才能傳回地球。綜合而言，黑洞的存在確實(shí)讓人驚嘆，但也讓科學(xué)家和探索者面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。