第711章 黑洞初探索(1/1)

首发：~第711章 黑洞初探索

早在地球时代，人类就已经掌握了黑洞的几种观测手段，也是观测黑洞这种“看”不见星体的主要方法。

因为不能直接如同恒星那般被看到，因此观测黑洞只能用间接方法，其一便是恒星观测法，通过长年累月地观测某片星域内恒星的异常移动现象，发现这片区域存在这一颗束缚这些恒星的黑洞。

这种办法在这里行不通，因为这颗黑洞附近压根没有什么恒星围着它转。

另一种办法则是通过观测黑洞的吸积盘，确定黑洞的存在。根据角动量守恒原理，在物质逐渐接近并被吸入黑洞的过程中，黑洞视界外围会形成一个旋转的吸积盘，人类可以通过吸积盘中心部分气体碰撞产生的温度辐射以及高强度x射线来间接发现黑洞存在。

可惜这种办法在这儿也行不通，因为这颗黑洞周围的物质早就被它吞光了，它没有吸积盘，是一颗静悄悄的黑洞。

第三种办法其实也跟恒星有关，是前两中办法的集合体，乃是根据黑洞和可见恒星形成的天体系统来确定黑洞的存在，这种情况一般会有吸积盘，可惜也不适用于如今这颗黑洞。

第四种就是人们熟知的引力波，是通过两颗黑洞合并产生的引力波来判断黑洞的存在。显然这颗黑洞老早之前就完成了合并，如今已经重新变成一个安静黑洞了，所以这种办法也不行。

说起来人类派遣出去的星盟成员文明探测小队之所以能发现这颗黑洞，原因都不是这四种观测手段，而是他们发现了这颗黑洞所在处出现了引力透镜效应。

在天体物理学中，引力透镜效应大家都耳熟能详，简单的说就是强引力场扭曲路过的光路线，以至于让在强引力场另一侧的观测者看到虚假的光源。

值得一提的是，如果观测者一直停在固定位置观测，是没法发现自己看到是光源位置是真实还是虚假的，不过人类本就是在航行之中，仔细观察对比自然就不难发现其中变化，也就因此发现了这颗黑洞。

不过到了如今近距离之后，人类要观测黑洞自然就不能用这些间接的办法了，因为理论中还有一种直接能观测到黑洞的办法，那就是霍金辐射。

也叫黑洞辐射。

霍金辐射并不遵守面积定律，而是黑洞越大霍金辐射反而越小，黑洞越小霍金辐射越大，以至于一个实验室中粒子对撞机撞出来的微型黑洞一出现就会瞬间消失，这也是科学家不担心实验室弄出的黑洞有危险的原因。

霍金辐射的本质于量子场论有关，乃是与虚空中因为真空量子涨落自发产生的虚粒子对有关。

人类的科学理论中阐述这样一种可能，当在黑洞事件视界附近由量子涨落产生的虚粒子对，其中负能粒子会被吸入黑洞，而正能粒子则会逃离黑洞，从黑洞外部看，这些逃离的正能粒子就是黑洞发出来的霍金辐射。

在这个过程中，黑洞吸入负能粒子从而使得它内部能量降低，出现黑洞蒸发现象。霍金认为，由于黑洞为的普通时空不允许负能粒子稳定存在，正能粒子进入黑洞而负能粒子逃离的现象不可能发生，所以霍金辐射只能辐射出正能粒子。

人类在地球时代预言了霍金辐射的存在，当然也从其他物理事实验证了过这個现象的存在，但从未直接从天文上通过霍金辐射观测到黑洞。

原因很简单，黑洞的霍金辐射实在太低了，从太阳系内仰望星河观测数万甚至数百万光年外的黑洞，压根就没法直接观测到黑洞的霍金辐射。这么说吧，一个太阳质量的黑洞，其霍金辐射大约只有~6亿分之一开尔文，这颗黑洞的质量是一百三十倍太阳质量，霍金辐射就更小了。

远低于宇宙背景辐射温度。

所以远观肯定是没法发现霍金辐射的，就算是以人类如今的技术，也只有发射探测器凑得更近才能发现。

现在人类的科学家就是这么做的，他们将科研船停在安全为止之后，便向黑洞发射一颗颗探测器，为了方便观测信息的实时传回，他们还出动了好几艘中继通讯用的飞船。

随着探测器越来越近，很快黑洞那微不可查的霍金辐射终于被探测器捕捉到，人类终于第一次直接“看到”了黑洞。真正从这个角度观测黑洞的这一刻起，传到人类科研船上的每一条数据都是宝贵的。

人类的探测器不断靠近，并达到黑洞的洛希极限半径。超过这个半径的宏观天体会直接被黑洞撕碎，然后变成物质，这些物质会再跌落到事件视界面之前不断碰撞，从而向外迸发出大量辐射，这就是通常人们认知的黑洞吸积盘。

黑洞跟普通天体不同，因为黑洞这类极端天体在洛希极限轨道往内，还有一个叫做最内稳定圆轨道的地方。

最内稳定圆轨道，指是物体能靠近黑洞的最近距离，再往前不论是什么物体，都将以接近光速的速度向黑洞跌落，这就是黑洞的暴跌区。这个半径位置按照广义相对论计算得到，是黑洞三倍半径区域。

人类的探测器也没法抵达暴跌区边界观测这颗黑洞，因为超过洛希极限，探测器就会被分解，当然了，这个洛希极限半径不能只看黑洞质量，也是要看人类探测器造物水平。

人类的探测器连抵达最内稳定圆轨道都难，就更无法抵达史瓦西半径处了，因为就算人类的探测器材质再厉害，一旦超过三倍史瓦西半径的地方，没有被黑洞潮汐力撕碎的探测器也会坠入黑洞，跌落到事件视界面上一去不复返。

嗯所谓的黑洞半径并是不真正的黑洞本体奇点半径，而是它的史瓦西半径，也就是事件视界面所在。

人类的探测器计算中的洛希极限半径后，便进入了一个稳定轨道，并且一边以环绕的方式让自己的轨道稳定，然后对黑洞进行环绕观察。

不过科学家们想要做的不止是观测，他们还想向黑洞内丢点东西，以观测吸积盘产生的过程，他们计划用推进器将一颗岩质星球推到这里来，并让其坠入黑洞然后观测。

不过这种实验必然耗费大量时间，显然人类没有那么多时间耗在这里，因此这帮探索兴致浓厚的科学家只能退而求其次，向黑洞发射几个探测器，做坠入实验，顺便丢点太空垃圾进去或者那艘行星级飞船携带的矿产等，然后进行观测。

不想再浪费时间到附近恒星系去搬运小行星过来只能这么办了。

他们还想测试人类用二号合金打造的探测器能否达到黑洞的最内稳定圆轨道区，以此更近距离的观测黑洞，为科学的量变积累更多数据。

(本章完)