《星际穿越》解读:黑洞对未来生存空间影响

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  黑洞的奇点中含着怎样才能的奥秘?现实中,人将会坠入黑洞会指在哪些地方清况 ?人类未来将会生活在哪里?且听专家一一道来。

  近日热映的好莱坞大片《星际穿越》中,男主角库珀选泽坠入黑洞,结果他在黑洞奇点符近被未来人类拉进另一三个 五维时光,引发全剧高潮。他的机器人伙伴塔尔斯拿到了奇点数据,让库珀通过摩尔斯电码传送给女儿,帮助她解开了那个能拯救人类的引力方程。影片结尾,人类已移居到土星符近的空间站,摆脱了地球的恶劣环境。

  黑洞怎样才能会会会么会会能“吞噬”光

  著名科普作家、中科院国家天文台客座研究员卞毓麟介绍,黑洞是科学家根据广义相对论做出的另一三个 重要推测,1969年由美国物理学家约翰·惠勒命名。你什儿 推测已被天文学观测证实。也什儿 什儿 说,黑洞是真实指在的,是宇宙中的两种天体。

  其固然称为“黑洞”,是将会无法用光或什儿 形式的电磁波观测它,任何发射到黑洞的光一定会被吸收,而无需反射回来。这是哪些地方原因呢?让让我们我们我们我们我们我们我们 从地球引力讲起。人在地面上向天空抛射另一三个 物体,无论用多大力,物体速率单位有多快,总会掉落下来,这什儿 什儿 引力的作用。然而,当另一三个 物体(如航天器)的飞行速率单位达到11.2公里/秒,就都才能摆脱地球引力的束缚,飞离地球进入行星际空间,不再绕地球运行。你什儿 脱离地球引力场的最小速率单位称为“第二宇宙速率单位”,也称“逃逸速率单位”,即逃逸地球引力场的最小速率单位。

  每个天体的逃逸速率单位是不同的。比如,太阳的逃逸速率单位约为618公里/秒,也什儿 什儿 说,假使 在太阳上发射航天器,它的速率单位大约须达到618公里/秒,才能脱离太阳的引力场。

  越来越黑洞的逃逸速率单位是有2个呢?答案是:大于光速。宇宙中越来越任何物体的速率单位超过光速。这表明,包括光在内的任何物质和辐射假使 进入黑洞的“视界”(引力场的另一三个 封闭边界),都无法逃脱它的“魔爪”。或者,黑洞“黑”到了极致,人类根本无法直接观测。

  然而,黑洞的指在有其蛛丝马迹。两种迹象,是符近星球的运行轨迹异常。将会黑洞的引力惊人,在其“视界”外符近的星球,势必受到明显影响。在《星际穿越》中,那颗巨浪像山一样的巨浪星,就指在黑洞符近,以至于什儿 观众吐槽说:明知这颗行星在黑洞符近,不都才能去探测它是与非 适合人类居住,难道未来人类的科学水平越来越低吗?第二种迹象,是强烈的X射线源。宇宙中遍布气体、尘埃等星际物质,它们在即将进入黑洞“视界”时,会发出强烈的X射线。什儿 什儿 在宇宙中观测到异常的X射线源,就应该进一步分析后将会会判定那里是与非 指在黑洞。

  接近黑洞奇点会指在哪些地方

  黑洞是怎样才能会会会么会形成的?卞毓麟说,超大质量的恒星,其归宿是变成黑洞。像太阳越来越 的小质量恒星,最终会变成白矮星。质量较大的恒星最终会变成密度更大、引力更强的中子星。而超大质量恒星最终会形成引力超强的黑洞。

  物理学家认为,在黑洞的中心指在奇点。它的密度无限大、引力场无限强、体积无限小。

  目前,包括广义相对论、量子力学在内的所有科学理论都无法描述你什儿 点,它是宇宙万物中最神秘的指在。

  无怪乎,《星际穿越》 的编剧充分派挥想象力,设置了你什儿 情节:因缺少奇点数据,老教授布兰德解不开另一三个 引力方程,无法把地球上的人类送到太空中定居。最后,男主角库珀和机器人塔尔斯进入黑洞,拿到了奇点数据,使他的女儿解开方程,把人类移民到空间站。

  不过,从科学淬硬层 分析这段情节,指在什儿 大问题。比如,人将会进入黑洞,都才能平安到达奇点?引力源对物体产生引力,将会物体上各点到引力源距离不等,什儿 什儿 受到引力大小不同,从而产生引力差,对物体产生撕扯效果,你什儿 引力差称为潮汐力。黑洞具有极其强大的引力场,当人头朝上,脚朝下垂直地落向黑洞,人的脚底受到的引力比头顶大什儿 什儿 ,你什儿 潮汐力原因人被拉长、撕碎,物理学界称之为“意大利面条化”。

  但专家指出,据此质疑《星际穿越》的科学性,低估了这部影片的科学把关人——美国理论物理学家基普·索恩的水平。根据研究,黑洞可分为几类。微型黑洞将会尺度小、稳定性差,难以观测。稳定黑洞分为恒星级黑洞和超大质量黑洞。前者的质量一般是太阳质量的几倍到几十倍,后者的质量可高达太阳的几十万倍。如银河系中心指在质量大约1000万个太阳的黑洞。

  恒星级黑洞在科幻作品中曝光率很高,“视界”内部人员密度极高,潮汐力惊人,人一旦坠入就会变成“意大利面条”。而超大质量黑洞的尺度很大,质量又集中于内核,其“视界”符近的潮汐力很微弱。影片中男主人公进入的黑洞,应该属于超大质量黑洞,或者穿过“视界”时越来越被潮汐力扯断。当然,越接近超大质量黑洞的中心,人受到的潮汐力越大,将会越来越未来人类为他开辟的五维时光,库珀的最终命运仍是变成“意大利面条”。

  人类未来应移居哪里

  卞毓麟说,当124岁的库珀苏醒后,他被告知人类已移居大型空间站,你什儿 结尾很好,也值得现实生活中的让我们我们我们我们我们我们我们 思考:人类未来的生存空间是哪里?

  随着人均寿命的延长,地球人口在不断增长。我我觉得增长幅度未来将会减小,但地球总有一天会人满为患、资源供不应求。多出来的那每种人可移居哪里?村里人 提出开发地球的地下空间,村里人 提出到海洋里建房居住,然而哪些地方地方方案暂且能从根本上解决大问题,将会地下、海洋也面临人满为患、资源供不应求的大问题。

  卞毓麟认为,从长远看,移居太空势在必行。科学家们设想,在漫长的时光匆匆中,人类都才能陆续建造一批大型空间站,每个空间站可容纳10万以上人口。哪些地方地方未来人类的太空定居点将从地球符近逐渐扩展到太阳系的远方。比如,太阳系的小行星中含雄厚资源,让我们我们我们我们我们我们我们 能就地取材,繁衍更多、更遥远的空间站。

  科幻作家、《三体》 作者刘慈欣也认为,人类未来应移居太空,拥抱“星舰文明”。为此,他构想了另一三个 阶段。

  首先,是向月球移民。紧随月球移民前一天,是在地球轨道上建立太空城。太空城是另一三个 庞大的空壳特征,淬硬层 封闭,要承受内部人员大气压和自转产生的强大离心力,这对于材料和建设工艺就有巨大的挑战。太空城和月球移民有一同時 特点,是“殖民地”距地球较近,这使“殖民地”都才能每种或完全由地球的补给维持。但真正意义上的太空移民,不都才能建立起自给自足的生态系统。你什儿 移民很将会从火星移民前一天刚开始英语 英语 英语 ,生活在那里的人类不都才能实现资源自给自足。

  刘慈欣认为,在更远方召唤人类的,是向太阳系外的星系移民。在太阳符近15光年范围内,有1000多颗恒星。在人类掌握恒星际航行技术前一天,飞船到达哪些地方地方恒星不都才能漫长时间。或者,恒星间的移民等同于向飞船上移民,飞船两种什儿 什儿 移动的“殖民地”。永恒的星舰漂泊,将会成为人类文明的两种正常生存清况 。