【菜科解读】

　　人类或许能够经过一种名为“光环驱动器”的全新办法，从双黑洞体系获取能量。

图中是黑洞的幻想图。

人类或许能够经过一种名为“光环驱动器”的全新办法，从双黑洞体系获取能量。

图中是黑洞的幻想图。

　　北京时刻3月25日音据国外媒体报道，一位常春藤联盟的天文学家声称，人类或许能够经过一种名为“光环驱动器”（Halo Drive）的全新办法，从双黑洞体系获取能量，然后完成无需燃料的星际游览。

　　这位名为大卫·基平（David Kipping）的天文学家来自美国哥伦比亚大学，他表明，理论上外星人或许现已在咱们不知情的情况下运用这种技能了。

光环驱动器推进飞船的原理首要是运用“引力镜”来吸收黑洞的能量。

引力镜是指黑洞的某一区域在吞噬物质之后，又将物质以相同的方向抛射出去。

　　“在国际中搜索才智生命，往往是在考虑设想先进文明的或许活动，以及或许由此发生的相关技能特征的指导下进行的，”大卫·基平在2月28日发表于预印本期刊网站arXiv的论文中写道，“沿着这些方向，本研讨考虑了一个先进文明怎么运用光帆概念进行相对论式高效推进的或许性。

”

　　科学家现已调查到，当光子进入引力镜区域并随后被射回时，它们不只从旅程中获得了速度，并且还保留了一部分动能。

大卫·基平表明，运用这些回来的光子——称为“回旋镖光子”（boomerang photon）——星际游览者能够从中搜集能量，抵达比黑洞高133%的速度。

　　这种从黑洞中获取能量的办法不只能够防止过于挨近风险的极大引力空间，也将使飞船极难被探测到。

很长时刻以来，天文学家一向将黑洞视为一种引力弹弓，能够协助将物体推入悠远的太空。

　　在“引力弹弓效应”中，某个天体（如行星或卫星）能够将飞船“抛掷”出去并使其加快。

1963年，闻名物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）提出，任何体积的飞船都能够运用成对的严密天体（如白矮星或中子星）的引力弹弓效应抵达相对论速度——明显挨近光速的速度（戴森最闻名的设想是被称为“戴森球”的巨大球形结构，先进文明经过戴森球将整个恒星包括在内，捕获其绝大部分能量）。

　　但是，这些成对衰亡恒星具有极点的引力和有害辐射，其引力弹弓效应或许会损坏飞船。

相反地，大卫·基平指出，引力或许能够进步射向黑洞边际的激光束能量，然后为飞船供给协助。

黑洞具有强壮的引力场，能够歪曲光子的途径，使其不落入黑洞内部。

　　1963年，物理学家马克·斯塔基（Mark Stuckey）提出，黑洞在理论上能够作为一个“引力镜”，即黑洞的引力能够将光子弹回，使其飞向光源。

大卫·基平核算出，假如一个黑洞朝着光子来历运动，那回旋镖光子就能够带回黑洞的部分能量。

黑洞的移动速度越快，光环驱动器从中获取的能量就越多。

因而，大卫·基平以为应该运用兼并之前互相高速螺旋工作的双黑洞。

　　大卫·基平说：“某个文明能够运用黑洞作为星系航点，但这些航点将很难长途探测到，除非呈现双黑洞兼并率升高或较高的双黑洞偏心率。

”因而，假如某个文明具有满足挨近黑洞的才干，在理论上就能够在咱们不知情的情况下，运用光环驱动器办法进行星际游览。

天文学家或许能够经过调查双黑洞兼并是否发生得愈加频频来寻觅外星生命运用光环驱动器的痕迹。

　　大卫·基平的研讨首要根据成对黑洞互相盘绕工作时能够抵达相对论速度。

虽然银河系中估量有1000万对双黑洞，但大卫·基平指出，只要少量双黑洞能以相对论速度长时刻互相盘绕工作，由于大多数双黑洞会很快兼并。

不过，他以为一些孤立旋转的黑洞也能够协助光环驱动器抵达相对论速度，“并且咱们现已知道有许多超大质量黑洞以相对论速度旋转”。

　　光环驱动器的一大缺陷是“有必要前往最近的黑洞，”大卫·基平说，“这就像一次性付出高速过路费。

你有必要消耗必定能量才干抵达最近的进口，但接下来，你就能够想走多远就走多远。

”

　　光环驱动器只要在十分挨近黑洞——大约是黑洞直径的5到50倍——的间隔上才干发挥作用。

“这便是你首要有必要十分挨近黑洞的原因，也决议了你无法以此容易地跨过数光年的间隔，”大卫·基平说，“咱们依然需求先找到某种办法，抵达附近的恒星，然后才干进入星际‘公路体系’。

”

　　大卫·基平表明，与其他设想的星际游览方法比较，光环驱动器的另一个首要优点是能够极大地削减对燃料来历的需求。

其他理论上的星际游览方法都要求飞船加快到所谓的相对论速度，但这需求很多的燃料，而这些燃料自身也具有质量，反过来要求推进器的功用愈加强壮。

比较之下，光环驱动器只需求从黑洞中收集光子即可。

安装有光帆的飞船能够运用激光来推进自己行进。

　　2016年，物理学家史蒂芬·霍金与出资人尤里·米尔纳一起宣告了“打破摄星”（Breakthrough Starshot）项意图正式发动。

该项意图初期出资为1亿美元，方案研制名为“星片”（StarChip）的光帆飞行器，以五分之一光速飞行约20年，抵达半人马α星——间隔咱们最近的恒星体系。

　　黑洞里边有什么？

　　黑洞是国际中最独特的天体之一，它们的姓名来历是：没有任何物体能够逃脱它们的引力，即使是光线也不能。

假如你冒险挨近黑洞并穿过所谓的事情视界，即光线也无法逃脱的鸿沟，那你将永久被困在黑洞中，或许被炸毁。

　　关于小型黑洞，无论怎么你都不或许在如此近间隔的触摸中幸存下来。

挨近事情视界的潮汐力足以将任何物质拉伸到一串原子的程度，物理学家将这一进程称为“面条化”（spaghettification）。

　　但关于大型黑洞——比方银河系等星系中心的超大质量黑洞，其质量相当于一颗恒星质量的数亿倍乃至数十亿倍——穿越事情视界或许就会平安无事。

科学家以为，咱们是有或许在进入黑洞国际的进程中存活下来的。

　　物理学家和数学家一向想知道黑洞里边的国际是什么样的。

他们转向爱因斯坦的广义相对论方程来猜测黑洞内部的国际。

这些方程很有用，直到调查者挨近黑洞中心或奇点。

在理论核算中，那里的时空曲率会变为无穷大。

时空弯折的终极秘境 黑洞藏着光线逃不出的边界

强大引力不断拉扯弯折空间，形成一道无形的事件视界，哪怕是宇宙中速度极限的光，一旦跨入这片范围，也再也没有办法向外挣脱逃离。

聊聊黑洞的形成本源，看懂时空弯曲的原理，便能明白光线被困的深层缘由。

广袤宇宙中，万事万物都会带来时空形变，质量越大的天体，对周边时空的弯折效果就越明显。

平日里地球、恒星带来的曲率变化十分微弱，我们很难直观察觉，光线穿行其间只会出现轻微偏移，依旧可以顺畅传播。

可黑洞截然不同，它由超大质量恒星晚年坍缩演化而来，星体内核急剧向内收拢，体积不断压缩，质量却高度汇聚，让周遭时空被剧烈拉扯扭曲。

极度密集的质量，催生出恐怖的时空曲率，空间不再保持平直状态，如同一张被重物狠狠按压凹陷的弹性薄膜，越靠近中心位置，弯折程度就越发夸张。

这种肉眼看不见的空间形变，正是黑洞一切奇特现象的根源，也构筑起专属它的宇宙规则。

事件视界便是时空弯折形成的临界分界线，没有实体轮廓，却划分出两种截然不同的物理世界。

界线外侧的时空曲率相对平缓，宇宙常规法则正常生效，光线、星际物质可以自由穿行，天体也能按照既定轨迹运转，光线能够毫无阻碍地向四面八方传播扩散。

一旦跨过事件视界，时空曲率瞬间飙升至极值，空间结构彻底扭曲塌陷。

此刻所有运动规律都会被改写，光线即便以最快速度行进，也只能顺着弯折的空间不断坠向黑洞核心，完全找不到向外逃逸的路径。

光无法逃离视界范围，也让黑洞拥有了漆黑无光的外表。

本身不会向外辐射反射光线，外界光线落入其中也尽数被束缚吞噬，没有光能抵达观测者视野，所以人类无法直接目视黑洞本体，只能依靠引力效应、光线偏折等间接痕迹判断它的存在。

时空曲率带来的束缚力，不止困住光芒，也禁锢住所有物质与信息。

任何行星、星云碎片、宇宙尘埃，不慎闯入事件视界之后，都会顺着扭曲的空间持续下坠，最终汇聚到中心奇点。

外界永远无法获取视界内部的状态变化，这里成了宇宙天然的封闭秘境。

对比普通天体就能清晰看出差距，行星、恒星的时空弯曲程度有限，物体只要达到对应逃逸速度，就能脱离引力影响。

黑洞曲率突破临界阈值，直接锁住光速运动的光线，成为宇宙中独一无二的时空牢笼。

人类依靠天文观测不断探索黑洞奥秘，从捕捉引力波，到拍摄黑洞实景影像，一步步印证时空曲率的相关理论。

这份极致弯折造就的特殊天体，不断颠覆着人们对时空的固有认知，也指引着人类持续探寻宇宙更深层次的奥秘。

吞噬一切的宇宙深渊，黑洞引力藏着光速禁区

它拥有世间顶尖的引力束缚力，独特的视界边界划分出截然不同的时空领域，只要踏入视界范围之内，就连每秒三十万公里的光速，都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。

今天就用闲聊述说的口吻，聊聊黑洞引力的奇特特性，讲讲视界的划分意义，理清为何光速都无法从黑洞内部脱身，一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。

宇宙天体的引力强弱，一直和自身质量、密度牢牢挂钩。

普通恒星、行星的引力，只能束缚周边卫星与星际物质，物体只要达到对应速度，就能摆脱引力飞向深空。

而黑洞诞生于大质量天体的末期演化，巨型恒星燃料耗尽后，再也无法支撑自身庞大躯体，核心在自身重压下急剧向内坍缩，体积被无限压缩，密度飙升到难以想象的地步。

极致致密的结构，催生出碾压所有常规天体的超强引力，这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。

从黑洞形成的那一刻开始，它就注定成为宇宙里特殊的存在，和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。

围绕黑洞存在一层无形的边界，这便是人们常说的事件视界。

它没有实体外壳，肉眼无法直接看见，却是一道无法逾越的分界线。

视界之外的宇宙空间，依旧遵循常规物理规则，光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭，天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。

一旦物质、光线跨越这条无形界线，彻底进入视界内部，一切都会发生颠覆性改变。

黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在，再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。

衡量天体引力束缚能力，有一个关键参照标准就是逃逸速度，也就是物体摆脱天体引力束缚，飞向宇宙远方需要具备的最低速度。

地球有着自身对应的逃逸速度，火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空，太阳系里的各大行星、恒星，都有着各自固定的逃逸速度门槛。

黑洞打破了常规天体的速度极限，视界内部的逃逸速度直接超越光速。

光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度，连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼，其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。

光线坠入黑洞视界后，无法向外反射、传播，我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮，这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。

任何闯入视界之内的物质，不管是庞大的恒星残骸，还是细碎的气体尘埃，都会被强大引力不断拉扯撕扯，最终向着黑洞中心奇点不断坠落，彻底消融在这片深渊之中。

超强引力不止禁锢视界内部的一切，也会剧烈扭曲周边时空。

靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折，光线途经周边空间也会发生明显偏转。

不少遥远天体发出的光芒，在奔赴地球的途中靠近黑洞区域，都会被引力改变行进路线，这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。

科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹，一步步推算黑洞位置，测算它的质量与引力强度。

时至今日，人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查，视界内部的时空结构、物质形态，还留存着大量未解谜题。

光速无法逃逸的特性，让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域，里面的一切变化都无法向外传递信息。

黑洞凭借极致强大的引力，划定出超越光速束缚的视界禁区，成为宇宙中最神秘的深渊天体。

这份打破常规物理认知的特质，不断吸引着人类探索研究，随着天文观测技术持续进步，未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。