黑洞会吞噬人类吗?，黑洞能吞噬地球
人类能够在地球上生存是一件概率极低的幸运事件。不仅因为地球适宜的位置允许生命出现，而且还因为周围环境条件导致的许多潜在灾难性事件得以避免。现代科学正在试图寻找另一颗适合地球人居住的星球，但计算和观测的结果却很小。尽管大气层保护我们免受太空黑暗的影响，但我们可能仍然需要用理性的眼睛来看待并接受宇宙运动的冷酷物理过程。
本文来自11 月26 日特刊《新京报·书评周刊》，B06-07。
Sun —— 呼吸求救信号
太阳距离我们比黑洞近得多，所以太阳一旦发生危机，将会对我们造成严重影响。太阳日冕活动引起的物质喷射对地球上的粒子和磁场有着深远的影响。 1859 年，日冕爆发彻底瘫痪了地球的电报系统。幸运的是，地球有自己的磁场和大气层，电晕辐射不会直接影响地球，而是被磁场偏转或直接被大气层吸收。尽管如此，大量的电力穿过地球，可能会直接损坏发电厂和设施。为了尽可能避免日冕发射造成的损失，2018年在太阳附近发射了一颗太阳卫星，以观测太阳表面的磁场活动。如果观测到对地球造成严重破坏的大规模日冕喷发，航天机构将发出预警信号，人类将采取预防措施，将一些易受干扰的系统设备的损失降到最低，从而可以制止。
太阳孕育了我们，也掌管着我们的命运。虽然它看起来像一个球体，但它实际上是一个等离子体球体。它是我们平常接触到的液态、固态、气态之外物质的第四态。只有在非常高的温度下，气体才会失去电子并结合在一起。与离子结合形成状态。这就是所有星辰诞生的法则。从微观物理学的角度来看，巨太阳只是一个气体分子球，但它的质量却达到了惊人的——。想象一个充气的气球，其重量与铅球相同。通过核聚变和气体压缩的硬化过程，太阳的质量达到了整个太阳系的99%。
然而，太阳—— 和所有恒星都陷入了气体危机。
恒星的形成和生存可以理解为核聚变的一次呼吸，将氢转化为氦并产生更多的热量。目前，太阳已经在太空中呼吸了45亿年，虽然我们处于中世纪，但它仍然变得越来越热和明亮，大约30亿年后，呼吸系统将出现问题，周围的氢气将消失吧，也许吧。太阳从恒星转变为红巨星（所有恒星燃烧后期都会经历的阶段），体积膨胀约200倍，表面温度降低。这时，太阳就变成了儿童画中的一个鲜红的球体。
之后，太阳进入氦聚变过程，氢元素被消耗。一系列的脉冲和核心塌陷将太阳的外壳从内部粉碎成星云，并在中心剩余的核心中形成了一颗白矮星。它开始冷却、变暗、失去光泽，最终变成黑矮星、碳和尘埃的残余物。目前宇宙的年龄（137亿年）还不足以在其中形成黑矮星（需要200万亿年），但这可能是所有恒星的终结。
仙女座星系。仙女座星系（编号M31）距离银河系不远，同时也是当地星系中最大的，其外观与银河系非常相似。目前的观测显示，仙女座星系正以每秒300至400公里的速度快速接近地球。如果继续这样下去，仙女座星系将在大约45亿年（有人说30亿年）后与银河系正面相撞。这听起来像是一场灾难性事件，但令人惊讶的是，这并不适用于天文现实。星系之间的相遇是宇宙中的常见现象。它不会造成恒星的毁灭，而只会在两个星系中产生黑洞。它们合并成一个，然后重组成一个新的、更大的星系。到那时，如果地球上仍然存在人类文明，就有可能观测到两个像丝带一样留在夜空中的星系。与巨型星系的合并相比，小行星对地球造成的破坏要可怕得多。
寻找第二个家园的新星球——
无论我们在地球上的生活条件如何，地球都是我们的家。但总有一天会被毁灭（尽管人类文明能否生存到那个时候还存在疑问），宇宙中是否有可能找到第二颗适合生命存在的星球？
有一段时间，火星似乎是一个不错的选择。火星距离地球并不远，在那里也发现了可能存在的水的痕迹。然而，火星上的大气压力非常低。任何移居火星的人都会面临减压病的风险，因此必须佩戴它们。接下来，正如前面小行星事件中提到的，一些有攻击地球潜力的小行星会因为重力的影响而飞向火星，而火星上的安全条件其实相比火星上来说是远远不如的。最后，如果我们等到太阳进入红巨星阶段，太阳系中的另一颗行星火星将无法生存。如果我们想在地球面临无法生存的危机时找到一颗能够长期生存的行星，我们就必须把目光投向太阳系之外。
Kepler-438b 是我们发现的距离地球最近的潜在宜居行星，在0 到1 的评分范围内得分为0.88。然而，请记住，这里生活的便利只是相对的。 Kepler-438b 的大小和体积与地球大致相同。它绕天琴座的一颗红矮星运行。它保持足够的光学距离以保证液态水的存在，甚至可能有大气层（尽管无法测量）。它离我们很远，但也不是那么远，只有12光年。然而，它的表面温度高达60摄氏度，大约每100天就会爆发一次，释放出的能量足以摧毁地球上的所有生命。
开普勒-438b。
在目前已知的行星系统中，已发现的行星系统总数为2015个，但没有一个行星系统可以同时拥有两个以上的类地栖息地。在无法直接观测到的系外行星中，根据物理计算和彗星经过这些系外行星时携带的尘埃痕迹计算，最基本的条件就是能够储存液态水，满足这一要求的行星存在极为罕见。即使它存在，是否有可能建造一艘宇宙飞船到达这个星球仍然是个问题。如果我们想要让一颗勉强满足某些条件的星球适合居住，这也是一个天文工程，我们需要建造大气层，创造绿色植物，改变大气环境，而为此我们需要改变基因，这是必要的重新组合。改变你的身体结构以适应新星球的环境，例如能够直接呼吸氢气或改变你的骨密度。即使未来这项技术变得绝对安全、稳定、普及，地球上也不会只有人类，还会有动物、植物、微生物等与人类有共生关系的动物。还有很多细菌。你如何利用它们？殖民新行星怎么样？
换句话说，即使从宇宙无限可能性的概念来看，遥远的地方也应该存在一颗与地球类似的生命星球，但我们无法到达它。让我们重建地球2.0版的我们的家园吧。如果你想如果地点交通便利，工作量会明显增加。从我们现在的角度来看，地球是宇宙中一个特殊的角落，我们能做的就是尽可能珍惜它的存在，珍惜那里发生的奇妙现象。正如浪漫物理学家卡尔·萨根在《缤纷与冷酷 宇宙探索简史》 ——中所说，它是虚无中的一丝微光。
“正如你所看到的，空间和时间是交织在一起的。行星和恒星就像人类从出生到死亡一样。从恒星的角度来看，人类和数十亿其他生命短暂的生物都暴露在极度寒冷的环境中。固体硅酸铁球体包装里面又相隔很远。”
“放眼宇宙，每一个星球的未来都是由现在的变化决定的。而我们的小星球，恰好处于历史的关键十字路口……无论你做出什么选择，都会对几代人产生深远的影响。”来吧。” “来吧。你的子孙后代和他们的星辰命运。”
小行星—— 能与之竞争吗？
虽然来自太阳的威胁离我们相当遥远，至少在时间上是这样，但来自小行星的威胁似乎一直存在。如果恐龙的灭绝是小行星撞击地球造成的，那么从恐龙灭绝到今天现代人类社会出现的时间，在地球上不过是一眨眼的时间。
人们忘记了科学技术和文明的发展是在眨眼之间发生的。在进入现代文明之前，人类社会饱受各种灾难和末日的震撼，不得不面对流行病、饥荒以及宗教传说中出现的毁灭世界的洪水和最后的审判。随着科学的发展，他们逐渐远离社会。人们正忙着乐观地看待进化论、物理学和化学方面的发现。随着人们一步步发现世界的真相，所谓的“末日演讲”成为了幻想。但1908年，通古斯河事件唤醒了人类的末日意识。当年6月30日，周日，一颗小行星进入地球大气层并在半空中爆炸，将西伯利亚伦敦大小的区域夷为平地。圣彼得堡、柏林、伦敦等地的气象观测站都对这次爆炸进行了监测。直到20年后，研究人员才访问了这颗小行星。研究小行星撞击地球影响的区域。
通古斯河遗址非常奇怪，只有一个圆形的爆炸中心，没有陨石坑，所以更准确的猜测是陨石在大气层中爆炸，并没有直接撞击地球。据爆炸现场估计，这颗小行星直径约60米，重量10万吨。通古斯河爆炸释放的能量是广岛原子弹的1000万倍。如果它在一座城市上空爆炸，将会导致数千万人死亡。如果在天上没有爆炸，落到地上，结果是：那就更加悲惨了。
现代人类直接观察到的另一个影响来自我们遥远的邻居木星。 1994年，一颗彗星与木星相撞。讽刺的是，当媒体几个月前采访欧洲天文中心的一位代表，询问小行星与行星相撞的概率有多大时，他自信地回答说，“概率是百万分之一。”他说。但几个月后，这种情况发生在木星上。 7月16日，舒梅克-利维彗星以每秒60公里的速度与木星相撞，五分钟后爆炸区域蔓延到木星上空3000公里的区域，最终在木星上留下了一道撞击疤痕。它的大小与地球差不多。
这次事件让人们认识到概率在小行星事件面前是行不通的。这并不意味着当时的讲师们在胡言乱语，或者天体物理学家的逻辑有问题；就数理统计而言，他们的结论没有问题。然而，宇宙中小行星的数量很难测量（波士顿的史密森天体物理观测站估计近地天体可能多达30亿个），而且陨石和彗星碎片本身并不发光。 “在太空中观测小行星并不容易。当我们观测它们时，它们可能已经离地球非常近了。像通古斯这样的小行星事件大约每100 年就会发生一次。”几十米的直径（或许有半个停车场的大小）足以在撞击地球时对人类造成毁灭性的伤害。对于地球本身来说，小行星撞击就像一个扔出的纸团击中一个人，但对于人类来说，这相当于每个城市附近的核爆炸。
在危险的太空枪战中，我们应该感谢地球独特的环境，但有时我们的邻居可以帮助我们阻止枪击事件。月球可能与此有关。上面提到的木星扮演着更大的角色，由于其巨大的体积和强大的引力场，许多小行星被吸引并改变轨道，有助于避免与木星相撞以及可能发生的小行星事件。
天文学研究人员使用都灵指数来评估小行星撞击地球的风险。该指数的排名从0到10。目前观察到的所有小行星的评级均为0（无风险）。最大的风险发生在2004年，当时小行星99942（又称“毁灭”）被给予都灵指数4的近200次评级，天文学家在2029年观测到它的轨道后感到震惊。事实证明，很有可能它将在2018年与地球相撞，造成人类文明的毁灭。幸运的是，半年后的观测表明，由于火星引力的影响，轨道正在发生变化，并于2029年4月到达距离地球最近的高度——高度6万公里，改变了轨道。计划改变这一点。然后飞往火星。与地球相撞的概率也从四百五十万分之一下降到百万分之四。
毁灭之星。
如果有一天出现一颗有100%几率与地球相撞的小行星，人类目前的反应就是在小行星附近制造爆炸，改变它的轨道，用武器攻击它，想想该怎么办。除非遇到特别大的行星碰撞，否则人类还是有办法保护自己的。最困难的是如何观察它们。这些小行星和尘埃碎片的直径只有几十米，在太空中几乎看不见。截至2000年底，估计天体与地球相撞的概率为五百分之一，但无法通过观测确定该天体是小行星还是太空碎片。太空环境对地球存在很多潜在威胁，我们能做的就是密切关注太空环境，尽力捕捉任何干扰。
黑洞——可以被人类利用吗？
在目前公众对宇宙的认知中，黑洞无疑是给我们最可怕印象的，它吞噬着周围的一切，甚至连光都不允许逃脱。
当大质量恒星坍塌时，就会形成黑洞。在成为黑洞之前，恒星保持着近乎恒定的引力，但当它坍缩时，恒星开始疯狂收缩，其质量和引力变得无穷大。 1915年爱因斯坦提出广义相对论。后来有人发现爱因斯坦的物理方程在某些情况下会产生无穷大。这个结论将摧毁已知的宇宙系统。当时，人们还在为爱因斯坦公式的正确性而苦苦挣扎，并针对相应的宇宙操作系统提出了一些补充想法。 （顺带一提，黑洞对面的白洞也是由俄罗斯物理学家伊戈尔·诺维科夫在1964年根据爱因斯坦方程推导出来的，虽然理论上极有可能存在，但目前还没有实际观测到，没有进行过）出去）。 ）
1970年，人类首次证实黑洞的存在。一颗美国卫星在天鹅座附近发现了一颗太阳大小30 倍的行星，该行星由一个看不见的中心引导。这是人类第一次看到黑洞。这似乎是一个可怕的未来愿景，但有一天，地球附近会出现一个黑洞，地球和太阳都会被一点点吞噬，无法逃脱它的魔掌吗？
日本漫画家伊藤润二在《宇宙》年间创造了这样一颗行星，一路上吃掉了所有其他行星，最终将触角伸向了地球。伊藤润二的漫画作品无疑体现了极度绝望和人性邪恶的未来，而这样的结局或许会成为现实。黑洞是无望和可怕的，但黑洞极有可能是宇宙本身的中心部分，而银河系的中心是一个质量超乎人类想象的巨大黑洞，不断吞噬恒星并不断成长.据信这可能是一个洞。
《地狱星》，作者：[日文]伊藤润二，译者：郑晓莉，版：新光出版社，2021年10月。
根据大爆炸理论和暴胀理论，宇宙持续膨胀，但根据后大爆炸理论，宇宙中基本粒子的数量和密度是固定的。随着原子密度变小，很可能在宇宙的不同地方会出现越来越多的黑洞，更不用说时间长了恒星最终也会变成黑洞。他们的寿命结束了。 1982年，加州理工学院物理学家史蒂芬·赫罗德斯基推测，黑洞提供的能量会迅速减少。现代物理学家重新审视了这个想法，并发现了非常负面的结果。 —— 黑洞的大小可能难以想象。如果它继续吸收能量，它的尺寸将变得比我们已知的宇宙还要大。
然而，人们对黑洞的认识仍在探索之中。既定的知识是，黑洞和白洞在理论上是截然相反的现象，白洞只向外发射能量而不吸收能量，而黑洞则吞噬一切而不释放能量。然而，史蒂芬·霍金在2016年的一次演讲中指出，黑洞并不像人们想象的那样，它们会发射能量甚至光。根据霍金的研究和计算，“黑洞似乎以恒定的速率发射粒子。最终让我相信这是一个真实的物理过程的是粒子飞走。我的计算预测黑洞会：“像任何其他黑洞一样普通的热物体，它产生粒子并发出辐射；与表面重力成正比，而重力与质量成反比。霍金的裁决不仅颠覆了公众认知，也让很多物理学家一时难以接受。霍金甚至利用微黑洞——提出了一个更大胆的想法。遗憾的是，太阳那么大的微型黑洞还没有被发现，但霍金相信黑洞辐射可以提供能量。我们可以找到像山一样大的超级黑洞和微型黑洞，这些黑洞发出的能量足以为整个地球提供动力。
即使宇宙中不存在黑洞，也可以利用引力在超越时空的另一个维度（第四维或第五维之外）人为地创造一个黑洞。然而黑洞密度太大，无法沉入地球中心，因此霍金提出，未来这些能够发电的微型黑洞将漂浮在绕地球的轨道上。
我们不知道黑洞是否有一天会成为人类开发和利用的新能源，但如果霍金的想法真的实现，那肯定是在几个世纪之后。那么这个用来发电的人造黑洞会不会逃脱人类的控制，再次咬住地球呢？—— 科技的神奇与恐怖完美地融入了这个想法。然而，我相信，考虑到人类必需的能源需求，我们的子孙后代肯定会做出一些无望的事情。
作者| 宫子
编辑| 李龙波清子
校对| 薛景宁
