然而,黑洞的存在有其蛛丝马迹。一种迹象,是附近星球的运行轨迹异常。因为黑洞的引力惊人,在其“视界”外附近的星球,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,就处在黑洞附近,以至于许多观众吐槽说:明知这颗行星在黑洞附近,还要去探测它是否适合人类居住,难道未来人类的科学水平这么低吗?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。所以在宇宙中观测到异常的X射线源,就应该进一步分析后可能会判定那里是否存在黑洞。
接近黑洞奇点会发生什么
黑洞是怎么形成的?卞毓麟说,超大质量的恒星,其归宿是变成黑洞。像太阳这样的小质量恒星,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,在黑洞的中心存在奇点。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这个点,它是宇宙万物中最神秘的存在。
无怪乎,《星际穿越》的编剧充分发挥想象力,设置了这一情节:因缺少奇点数据,老教授布兰德解不开一个引力方程,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,从科学角度分析这段情节,存在一些疑问。比如,人如果进入黑洞,能否平安到达奇点?引力源对物体产生引力,由于物体上各点到引力源距离不等,所以受到引力大小不同,从而产生引力差,对物体产生撕扯效果,这种引力差称为潮汐力。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很多,这种潮汐力导致人被拉长、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。微型黑洞由于尺度小、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。如银河系中心存在质量相当于400万个太阳的黑洞。