【同場 加映】 人類安全進入黑洞 唯一方法

文/台北市立天文館 |2021.03.03
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文/台北市立天文館

想解開黑洞的謎團,人類應該冒險前往黑洞,但有個很大的問題,進入黑洞的人,無法向整個宇宙的任何人報告研究成果。雖然我們距離任何黑洞都非常遙遠,但黑洞可說是宇宙數量最多的天體之一,黑洞似乎是宇宙大爆炸演化過程中,不可缺少的組成部分;就連我們地球所在的銀河系中心,也仍有一個約400萬倍太陽質量的超大黑洞。

黑洞有大有小,有的也帶電,如同電子或質子,甚至有的會旋轉,但主要分成兩大類型:第一種是恆星級黑洞,具備與太陽質量相似的黑洞;另一種則是星系級的超大質量黑洞,質量是太陽數十萬倍甚至數十億倍不等。

黑洞的邊界叫做「事件視界」(以下略稱「視界」);黑洞中心到事件視界邊緣的長度,則稱為「史瓦西半徑」。事件視界是不可回頭的點,任何進入這點內的東西都會被黑洞吞噬,永遠消失在已知的宇宙。視界內黑洞引力非常強大,以致任何機械力都無法克服或抵消,即使是光──宇宙速度最快的東西,也無法逃脫黑洞的魔爪,因此才有「黑洞」這個術語。

超大黑洞 只進不出

視界半徑取決於黑洞質量,這是進入黑洞的人能否倖存的關鍵。質量與太陽相同的黑洞,史瓦西半徑約有3公里;相較之下,銀河系中心的超大質量黑洞,史瓦西半徑約為1170萬公里。

如果一個人掉進恆星級黑洞,由於與黑洞中心的引力源相當接近,一個人的頭和腳引力會有1兆倍以上差異,這麼強大的引力差會使人拉伸成細長條狀,也就是俗稱的「麵條化」。

若人掉入超大質量黑洞,則因距離引力源仍然遙遠,意味著頭與腳的引力差幾乎為0,此時人就能不受影響地進入視界邊緣,但相對的你也永遠出不來。

我們觀察到的大多數黑洞都被非常熱的吸積盤包圍,盤中物質大多是由氣體和星際塵埃或恆星、行星等離視界太近而落入的物體組成,這種狀況肯定不適合進入。

同學若想要安全進入黑洞是有可能的,首先需要找到完全孤立的超大質量黑洞,且不以周圍物質為食。最後必須記住,落入視界的人將無法對外界發送任何訊息,旅程和發現將永遠消失於整個宇宙,也許他們會享受冒險,並生活在另一個宇宙。

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