2019年4月,人類首次拍下了黑洞的照片,成為天文史上第一張直接成像的黑洞影像。圖/樹下繪本
文/鄭可安(國立台北教育大學自然科學教育學系四年級)
2019年4月,人類首次拍下了黑洞的照片,成為天文史上第一張直接成像的黑洞影像,說起這件事,同學們可能不太清楚,這樣一張曾被調侃為鮭魚卵、甜甜圈等相似物質的模糊圖片,究竟有多麼得來不易。
黑洞具有難以想像巨大質量。根據愛因斯坦的廣義相對論,它擁有足以吸入一切物質的強大重力場,一旦進入黑洞,就連光也沒有辦法順利逃脫。所以,想為黑洞拍一張照片,就像是要在一丁點兒光都沒有的暗室之中,拍攝一個黑盒子那般困難。
在獲取黑洞的照片後,黑洞的存在獲得了證實,不過僅僅留下影像證據,還遠不能解開黑洞之謎,於是,眾多科學家們開始思考,如何將太空人送進黑洞的可能方法。
引力太強 頭腳分離
要達成這項目標並不是件簡單的事情,有很多不得不克服的難題,黑洞的邊界稱為事件視界,一旦進入視界範圍內,就再也無法回頭。如果人類掉進一個和太陽質量相仿的小型黑洞中,因為黑洞的半徑小,不論墜入的位置在哪裡,都和中心的引力源相當接近,引力強大的情況下,會使得人的頭和腳之間形成巨大的引力差,被硬生生的拉成「麵條人」。
除此之外,目前觀察到的黑洞多數都由氣體、塵埃組成的吸積盤圍繞,且吸積盤的溫度非常高,還有強烈的輻射,這個外在的障礙無疑讓進入黑洞的工程變得更加艱鉅。
再考量到現實層面,眼下離地球最近的黑洞也有約1000光年遠,就算以光速移動,也要耗費1000年的時間才能抵達,漫長的時光之旅,讓黑洞探索計畫幾乎沒有任何實施的可能性。
看到這裡,同學們是否也開始懷疑,人類永遠別想進入黑洞了呢?但充滿韌性的科學家可沒有這麼容易就舉白旗投降。
最近,美國格林內爾學院的物理研究團隊發表了一篇關於「人類能不能進入黑洞進行研究?」的文章,研究團隊認為,如果有天出現一個完全孤立,外圍沒有吸積盤圍繞,且質量異常巨大的黑洞,就有望可以達成這項人類黑洞探險的創舉。
科學研究並非一蹴可幾,天文科學的範疇更是如此,宇宙處處充滿我們難以想像的巨型度量衡,讓人類感受到自身的渺小。可是如果有一天,天時、地利的條件都湊齊,人類也許真的可以憑藉著努力,親手解開黑洞之謎。