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想来场星际穿越般的超空间旅行?旋转黑洞可以当门户

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以黑洞为门户、前往原本维度、时空里或宇宙是科幻作品中最受欢迎的场景之一。而这种幻想我说比亲们以前预想的更接近现实。黑洞最少 是宇宙中最神秘的天体之一。它们是濒死恒星在引力作用分位于无限坍缩的产物,这种过程最终会生成真正的奇点,即整个恒星被压缩到这种上时,便会成为有一2个密度无限大的物体。

奇点密度极大、温度极高,最少 在时空里面上钻了有一2个洞,或将使超空间旅行成为是因为着。也就说 说,亲们都上能助 在时空里中走一条捷径,从而在短时间内实现宇宙尺度的移动。

研究人员此前认为,任何宇宙飞船要想将黑洞作为时空里旅行的门户,都时需应对大自然最狰狞的一面。奇点的高温和密度将使宇宙飞船经历一系列的痛苦,在潮汐作用下,宇宙飞船会被不断拉长、压缩,直到最终化为蒸汽、烟消云散。

但麻省大学达特茅斯分校与佐治亚格威内特学院组成的一支研究团队发现,从不所有黑洞都“生而平等”。累似 ,因此我我银河系中央的人马座A黑洞体积很大、且不断旋转话语,进入其中的宇宙飞船就会面临完整不同的局面。是因为着该黑洞中的奇点非常温和,都上能助 让宇宙飞船平稳通过。这是是因为着从理论上来说,旋转黑洞外部的奇点很“弱”,因此无需对与之位于相互作用的物体造成破坏。

这种事实乍看上去似乎与直觉相悖。但亲们都上能助 用日常生活中的经历来打个比方:是因为着让手指从蜡烛的火焰中央快速通过,尽管火焰温度是因为着高达30摄氏度,但手指从无需被烧伤。

20多年来,物理学家高拉夫•肯纳(Gaurav Khanna)和里奥•博科(Lior Burko)经常在研究黑洞的物理原理。2016年,肯纳带的博士生卡洛琳•马拉利(Caroline Mallary)受克里斯托弗•诺兰的电影《星际穿越》启发,试图验证电影中主角库珀(马修•麦康纳饰演)是与非 能在坠入黑洞Gargantua的过程中存活下来。按电影中的设定,Gargantua是有一2个快速旋转的超大质量黑洞,质量约为太阳的1亿倍。(电影《星际穿越》以诺贝尔奖得主、天体物理学家基普•索恩(Kip Thorne)所著的一本书为蓝本,黑洞Gargantua的物理性质是整部电影情节的核心。)

以物理学家阿莫斯•奥里(Amos Ori)20年前所做的研究为基础,再再加自身强大的计算机能力,马拉利建立了一套计算机模型,能助 模拟宇宙飞船、或任何大型物体落入大型旋转黑洞后受到的主要物理影响。

结果发现,在各类条件下,落入旋转黑洞中的物体在穿过黑洞中所谓的外部视界奇点时,时需会受到无限大的影响。不仅没人 ,在最少 状况下,那此影响甚至都上能助 小得忽略不计,物体都上能助 相当平稳地通过这种奇点。事实上,落入黑洞中的物体我说根本无需受到显著影响。原本一来,亲们利用大型旋转黑洞进行超空间旅行的可行性便大大提高。

马拉利还发现了这种此前未受充分重视的外部:在旋转黑洞中,奇点会使落入其中的宇宙飞船不断受到拉伸或压缩,且这种周期会没人 快。但对Gargantua累似 超大黑洞而言,这种影响的速率却很小。因此,宇宙飞船和乘员时需会感受到这种影响的位于。关键在于,那此影响的速率从无需无限制地增加。事实上,其速率是有限的,尽管随着宇宙飞船接近黑洞、所受压力通常会无限增大。

马拉利的模型中做了几点关键的冗杂假设,在此需予以提及。其中的关键假设是,该模型考虑的黑洞完整与外界隔绝,因此无需受到附过引力源的持续干扰,甚至无需受到任何辐射影响。确实这种假设将状况冗杂了这种,但时需指出的是,大多数黑洞都被尘埃、固体、辐射等宇宙物质所围绕,远没人 没人 简单。因此,马拉利的工作自然还时需做进一步延伸,在更真实的黑洞背景下开展累似 研究。

马拉利利用计算机模拟分析黑洞对物体的影响,这在黑洞物理学界是一种很常见的做法。亲们显然不具备在黑洞中或黑洞附过开展实验的能力,因此科学家时需借助理论和计算机模拟,能助 展开预测、做出新发现,进而雄厚亲们对黑洞的了解。

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