科幻電影中的科學——不懂“黑洞”還想穿越星際？

2016年08月16日08:14 來源：人民網-科普中國

黑洞形成圖圖片來源：科技日報

面對浩瀚的宇宙，人類從未停止探索的步伐，與之相關的科幻作品層出不窮，其中不乏對未知的思考與大膽暢想。

2014年上映的《星際穿越》為我們講述了一個人類為了擺脫生存危機而進行星際探索的故事。影片中男主角庫珀穿越虫洞到達遙遠星系，在黑洞中利用引力為女兒傳送摩斯電碼，最終改變了人類命運。那麼在現實世界中人類對黑洞的了解到底有多少？進入黑洞之后，真的可以遇到奇點進入第五維空間嗎？下面，我為你揭曉這些答案。

影片中，當庫珀來到位於土星附近的黑洞時，驚異地發現眼前的黑洞是一個三維球體，並不是自己想象中的那個黑窟窿。當然，這是電影中對黑洞的視覺化處理。其實，現實中的黑洞也不真的是個洞，而是一種密度極高、體積極小的天體，一般由恆星演化而來。我們知道太陽的半徑是七十萬公裡，假如它變成一個黑洞，半徑就會大大縮小，縮到大概隻有三公裡，而地球就更可憐，直徑六千多公裡的地球如果變成黑洞，直徑將塌縮到隻有幾毫米！

當然，並不是所有恆星都可以變成黑洞的，地球就更沒戲了。黑洞一般是由質量大於太陽10倍以上的恆星演化而來。暮年的恆星，因為核聚變反應的燃料耗盡而死亡，由於沒有外部力量來對抗引力，恆星殘骸便逐漸塌陷，在這之后，恆星半徑不斷減小，密度不斷增大。我們知道恆星質量越大，引力就越強，當恆星半徑收縮到小於某個值時，引力就變得巨大，能吸納周圍的一切物體，甚至連光都無法逃逸。既然光無法跑出來，我們自然看不到這個天體，所以黑洞是“黑”的，因此我們也無法直接觀測它，隻能觀測到它對其他實物的影響，從而間接得知它的存在和相關數據。很多科學家甚至相信，所有大型星系的中心都會存在超大質量的黑洞，其中也包括我們所在的銀河系。這些黑洞的質量大小不一，能達到幾百萬到幾百億個太陽質量。