[中配]探索宇宙中的危險地帶：全景之旅

但對於尋求四季的太空旅行者來說 這可能是一張單體 這是一個無法返回的地方 或至少你無法以原來的形態返回 去那些無人敢於冒險的地方 帶您虛擬遊覽我們銀河系極其之外最致命的地方 這是一場終極的邊境冒險 太空旅行 但在穿越銀河叢林時 必須避開那些充滿暴力與intrigue的宇宙熱點區域 確實存在一些危險的地方 那裏有比原子彈爆炸更強大得多的現象 其能量是無窮無盡的 宇宙確實看起來是一個非常暴力的地方 太空是誕生於一種被稱爲大爆炸的劇烈爆炸中 並且各種劇烈的過程都在進行 2004年12月27日 衛星捕捉到了明史以來最大的宇宙爆炸 一個距離三萬光年的爆炸 能夠暫時改變我們星球的上層大氣 這次爆炸是由一個磁星引起的 最致命且最危險的星體之一 磁星的磁場強度 大約是地球磁場能量的千兆億倍 作爲參考 這個會在大約一千英里遠的距離 消除信用卡上的信息 現在這個距離大約是到月球距離的一半 因此在天文學的標準上這個距離非常近 這些頑皮的行星擁有宇宙中最強的磁場 科學家已經確認 在我們的星系中存在十二顆這些稀有行星 可能還有更多 加州理工學院的布萊恩·卡梅倫 在銀河系中尋找這些奇怪的行星 磁星是一種特殊類別的種子星 具有超強的磁場 是宇宙中最密集的物質形式 第一顆磁星以一種高能事件的形式出現 該事件是在七十年代後期被探測到的 儘管當時我們還不知道它是磁球 直到九十年代初 研究人員才提出這些天體被磁場主導 並且磁星理論得到了驗證 磁星是由大質量恆星的林中掙扎所誕生的 顆恆星死亡時 它開始坍塌 產生超新星爆炸 有時候 緻密的種子星是由超新星爆炸的灰燼形成的 在這個過程中 一些種子星變成了磁星 擁有強大的磁場 這些星星會噴射出高能的X射線和γ射線 我們認爲普通的種子星 是由質量約爲太陽十到二十倍的普通恆星形成的 但有證據表明 磁星可能是由更大質量的恆星形成的 質量約爲太陽的四十倍 這種質量的恆星會過於龐大 無法形成種子星 相反 它的質量會坍縮成一個黑洞 黑洞是通過在一定體積內壓縮一定量的質量形成的 而出於某種原因 這些恆星無法做到這一點 一種理論認爲 一些大質量恆星在超級新星爆炸前 會經歷減重程序 失去百分之九十的質量 因此 這顆消瘦的星星沒有坍縮成黑洞 而是變成了一顆具有極強磁力的種子星 當磁力變得極其強大時 它會扭曲磁星的錶殼 在其表面造成成爲星陣的地震事件 最終 這層殼在壓力下破裂 磁場重新調整爲較低能量狀態 當這種情況發生時 星球的一側會發射出一個火球 因此 種子星表面的星陣 被認爲是我們所看到的 這些巨大耀斑的來源 在磁星經歷這些耀斑後 它在發生的短短几分之一秒內 亮度超過銀河中所有的星星 在這些巨大的耀斑中 有短暫的伽馬射線爆發 它們以光速移動 來自磁星的巨大耀斑 是伽馬射線爆發 它們的持續時間非常短 不到一秒 強調一定的伽馬射線爆發 是X的連攻 非常強 如果一位深空旅行者偏離了航向 恰巧不幸地靠近其中一個巨型天體 700英里以內 後果將是可怕的 磁星的磁場 可以真正扭曲人類肉體中的原子 而它的引力會將一個人撕裂 那麼一顆磁星要離我們多近 纔會對我們的太陽系 造成毀滅性的影響 有人建議 即便是距離我們時光年的磁星爆炸 也可能產生宇宙混亂 毀壞我們的臭氧層 並導致大規模滅絕 這種情況發生的可能性實在太小 幾乎是不可能的 這和一顆普通星星穿過太陽系 沒有什麼區別 而我們知道自太陽系形成以來 那顆普通的恆星並沒有經過太陽系 科學家認爲 磁星只有幾千年的歷史 十萬年後會變得暗淡 我們剛剛開始理解磁星的生命週期 我們認爲它們非常年輕 但具體有多年輕仍然不確定 除了磁星 衛星和地面 也在捕捉到太空中其他暴力現象 科學家們現在已確認了一種 幽靈般的力量的存在 它的強大程度 可能是宇宙中最具攻擊性的現象 潛行的惡棍在每一個星系中徘徊 一種特殊的野獸 會撕碎它路徑上的任何東西 並像吃開胃小菜一樣吞下去 這是宇宙中最奇特 且具有破壞性的現象之一 黑洞 我們認爲黑洞 是我們宇宙中最暴力的地方 就像是越過了邊緣 而你無法再回頭 我想這是一種致命的喜悅 黑洞是一個空間區域 那裏引力極其強大 以至於任何事物都無法逃脫 包括光 天體物理學家和三項全能運動員 費里亞爾·奧澤爾 正在努力揭開圍繞這一難以捉摸的 宇宙力量的奧祕 在黑洞中 重力強大到沒有其他力量 能夠與之抗衡 因此一切都崩潰成一個單一的點 厄齊爾說 任何與黑洞近距離接觸的物體 都將成爲它那無情的 潮汐引力的犧牲品 想象一下 你正在一個游泳池裏游泳 四周沒有水流 你可以朝任何你想要的方向前進 現在想象一下 你被從這個游泳池中拿出來 你在一條河裏 想象一個力量強大得多的水流 你唯一能前進的方向 就是順着這個水流 黑洞周圍的空間 就像這條狂野的河流 你永遠無法抗衡這種巨大的拖拽感 當一個物體接近名爲 事件世界的黑洞邊緣時 它達到了無法回頭的地步 當你越來越接近這個事件世界時 你會發現自己正處在下面 極其快速運動的空間中 而你唯一的未來方向 就是現在朝向黑洞 黑洞這個概念有時會讓人感到有些困惑 從某種意義上來說 這裏實際上是一個你無法返回的地方 或者至少不是以你進入時的形式返回 黑洞很難被探測 因爲顧名思義 你無法單獨看到一個黑洞 因爲它是黑色的 但是科學家們在黑洞的引力 影響到太空中其他物體時 例如一顆經過的恆星發現了黑洞 一個完全孤立的黑洞是不可見的 我們從黑洞中真正看到的 其實是環繞在它周圍 並被吸引進去的熾熱物質 所以在這些強大黑洞的臨近區域 你會受到很多輻射 這些輻射是由於黑洞吸入物質 並在下落時將其拉伸和扭曲所產生的 黑洞吞噬近距離的任何物質 宇宙中有數以億計的黑洞四處遊蕩 天體物理學家安德利亞·蓋茲 是世界上領先的黑洞獵手之一 黑洞並不挑食 它們會吞噬任何靠近的東西 所以它們會樂於吞噬氣體 它們將愉快地吞噬一顆星星或一個行星 當黑洞吞噬一顆星星時 它首先是通過撕扯星星來實現的 你可能會想到 撒膠被拉伸後 像水流像排水口一樣流進去 完全粉碎了 我們認爲黑洞是由一顆 大質量恆星的核心坍縮產生的 質量大約是太陽的25到30倍或更多 當一顆巨大恆星的壽命接近尾聲時 它的核心會燃燒經過氦碳氮氧 一直燃燒到鐵 此時已經沒有更多的核燃料了 當這個鐵核積累到一定質量時 就會出現一個臨界點 它再也無法支撐 自己核心將完全坍塌成黑洞 同時產生超新星 超新星釋放出大量的能量 因此其附近的任何東西都會被毀滅 然後爆炸的殘骸落入了新形成的黑洞中 而似乎黑洞的魅力鑰匙就是引力 引力會吸引周圍的物體 就像太陽的引力吸引行星一樣 實際上恆星在黑洞的大部分生命週期中 會快樂地繞着黑洞運行 並不會真正被吞噬 這些行星實際上是安全的 也不會受到黑洞致命吸引的影響 但如果你真的靠得太近 靠得極其近 就會被吸進去 科學家們相信 在我們的銀河系中 有數百萬個流浪黑洞 而且因爲我們無法輕易看到它們 所以可能就在我們的鄰居旁邊 物體需要離黑洞多近 纔會被吸進去呢 距離黑洞太近 大約是太陽與地球之間的距離 但那肯定太近了 對未來的太空旅行者來說 被黑洞吞噬將是一種暴力的死亡方式 黑洞致命的方式取決於黑洞的大小 它們分爲兩類 其中大多數是恆星質量的黑洞 質量是我們太陽的5到30倍 如果黑洞是恆星大小 那麼黑洞附近的潮汐力足夠強大 即使在世界之外 也會將你撕扯成碎片 如果你想掉進黑洞 肯定不希望掉進那種黑洞 它會把你扯得像一大地面一樣 除了恆星大小的黑洞之外 還有一些體積龐大的黑洞 質量是太陽的百萬到十億倍 而現在科學家認爲 這些怪物在每個星系中都佔據中心位置 包括我們自己的星系 黑洞 它們是太空中最神祕和潛在危險的奇異現象之一 黑洞有着貪婪的吞噬慾望 它吞噬怒井上的錢 吐出 現在科學家們發現存在超大質量黑洞 它們的質量是恆星質量黑洞的數百萬倍 證據表明超大質量黑洞是在大爆炸之後形成的 當時宇宙剛剛誕生 主要觀點是 它們的形成方式與恆星黑洞類似 都是由大質量恆星核心的坍塌而產生的 但隨後它們通過大量吸收 與它們碰撞的其他星系中的氣體而不斷增長 科學家們發現 這些黑色怪獸在銀河系的中心施展着它們的力量 超大質量黑洞位於銀河系的中心 很可能是因爲它們是銀河系中最大質量的物體 大質量物體往往會沉到底部 因此你總會在星系的中心找到它們 很長一段時間裏 科學家們認爲 在我們這個宇宙的區域 銀河系中並不存在超大質量黑洞 但是在1995年 天體物理學家安德里亞·蓋茲 開始嘗試證明一個超大質量黑洞的存在 在過去的十年裏 我們進行了一項實驗來探討一個問題 我們的星系中心是否存在一個超大質量黑洞 我們進行這個實驗的方法是 利用我們銀河系中心星系的運動 來驗證在一個非常小的體積內 是否存在大量質量 這就是黑洞的證據 在夏威夷的凱克天文臺 那裏有着世界上最大的望遠鏡之一 蓋茲開始使用一種開創性的技術 稱爲自適應光學 它能夠將遙遠的物體聚焦 所以這是沒有自適應光學的情況 這就是你會看到的 在這個大廣場上什麼都沒有 我們開啓自適應光學 然後你就能看到星星 這個區域包含提供我們實驗關鍵的星星 所以我們想觀察這些星星是如何移動的 蓋茲注意到 在我們銀河系中心有一個大型星團 圍繞着一個看不見的物體旋轉 它們以異常快速的速度移動 所以我們實際上可以看到 這些非常靠近中心的星星 並觀察它們繞着中心旋轉 星星繞着黑洞運動的方式 就像行星圍繞太陽空轉一樣 軌道告訴我們黑洞的位置 所以它恰好位於那顆星星的所在之處 那是我們銀河系的中心 這些恆星繞行的速度 以及軌道的緊密程度 告訴我們黑洞的質量 我們認爲今天的質量 是太陽質量的400萬倍 對蓋茲來說 確認我們銀河系中心 確實存在一個超大質量黑洞 就像登頂珠穆朗瑪峯一樣 發現我們銀河系中心的超大黑洞 令人無比興奮 因爲這正是我們努力要解決的問題 問題是真的存在超大質量黑洞嗎 我們可以設計一個 真正能解決這個問題的實驗 互聯網科學家安德魯·海倫提出 被超大質量黑洞吞噬的死亡方式 與被較小的恆星質量黑洞吞噬的方式 截然不同 如果你想去當個遊客 體驗一下進入黑洞的極致感受 發現裏面究竟有什麼 那就去參觀一下超級大黑洞吧 更好的主意 一星黑洞它會在將你撕成碎片 一位太空探險者實際上可以體驗到 在超大質量黑洞內自由下落的感覺 在一個超大質量黑洞內部 結果是儘管黑洞的質量更大 但其體積也要大得多 這意味着潮汐力足夠弱 使得你可以穿過世界世界 深深地墜入黑洞而不會被撕扯開 但在黑洞深處 黑洞旋轉的離心力 實際上提供了一種排斥力 如果裏面有任何物質 那麼掉進去的東西 就會與試圖逃出來的東西發生碰撞 這種能量碰撞的結果 是一個不可思議的混沌里程碑 呈現出超高溫高密度的等離子體 在它們的情況下 你的命運就是不會被烤焦 那麼太空旅行者需要離 星系中心的超大質量黑洞多近 才能被吸入呢 對於一個超大質量黑洞 你需要距離黑洞大約一百萬到十億英里 才能感受到它的影響 多年來前德拉X射線天文臺 捕捉到我們銀河系的超大質量黑洞 正在小口品嚐宇宙物質 而不是像其他超大質量黑洞那樣狼吞虎嚥 與其他黑洞相比 我們的黑洞今天是無活動狀態 我們的銀河系中心幾乎沒有氣體 因此黑洞實際上沒有什麼可以吞噬的 它吃的不多 這有點像結石 我們銀河系的超大質量黑洞似乎在進食 這部分是因爲隨着星系的老化 可供它大量攝取的物質越來越少 但在未來 如果它的中心能夠獲得新的氣體供應來供養自己 它可能會變得活躍得多 讓我們超大質量黑洞恢復食慾的一種方法 是與另一座星系發生碰撞 聽起來不可信 在距離我們兩百萬光年的地方 我們最近的鄰居仙女座銀河系 正以每秒約75英里 或每小時27000英里的速度朝我們衝來 未來科學家預測 這兩座星系將會發生碰撞 而在碰撞時 較大的星系可能會進行一種宇宙中最原始的行爲 這是太空中最野蠻的一世之一 較大的星系吞噬較小的星系 這個情景並不是科幻作家的幻想 這是宇宙的現實 這被稱爲星系吞噬 當兩個星系發生正面碰撞時 駭人的事件可能會在宇宙高速公路上發生 兩者最終在不太和諧的合併中融合在一起 如果你是一整個星系那就非常暴力 你被撕成碎片 約書亞·巴恩斯研究星系合併 他像個犯罪現場調查員一樣承認 他的研究有點像是在檢查一起車禍 想象一下你發現了一起車禍現場 兩輛存回的車輛 但沒有目擊者 沒人告訴你發生了什麼 你擁有的只是物理證據 這基本上就是我們研究碰撞星系時必須做的 因此沒有任何目擊者能見證銀河碰撞 你所擁有的就是殘骸的現狀 所以你必須進行一種法醫調查 根據你今天所擁有的資料 儘量弄清楚發生了什麼 如果它們正面碰撞你會知道 因爲前面會被擊斃 但如果它們比如說側面相撞 實際上在銀河碰撞中 這種情況非常近 那將會留下完全不同的殘骸模式 你就可以進行解讀 那麼是什麼導致星系合併的呢 這是重力 宇宙中的一切都在下落 實際上是通過空間當兩個大型物體 比如星系互相之間的引力 將它們拉在一起時 它們就會相互墜落 所以這實際上只是重力在拉動物體 我們今天所看到的宇宙中相撞的星系 大多數已經被束縛 並註定要相撞超過一百億到一百五十億年 現在才終於到達第一次碰撞的時刻 我們自己的銀河系 銀河正朝着鄰居仙女座移動 這兩Galaxies都是螺旋形狀 但仙女座的質量大約是銀河系的兩倍 中心有一個質量 相當於三千萬個太陽的超級黑洞 看起來就像一場舞蹈 你會看到兩個星系逐漸靠近 它們像是在彼此之間跳舞 越來越近 速度也越來越快 直到最後相撞在一起 但在碰撞的瞬間 這些銀河舞者將做的不只是旋轉 每一個都有一個螺旋形的星盤 周圍圍繞着一個暗物質的光運 我們可以通過其引力場 探測到的不可見物質 這兩個更大的暗雲將在星系經過時重疊 最終當兩條銀河彼此螺旋 旋轉得越來越近時 你再也無法將它們區分爲獨立的系統 最後它們的核心合併在一起 當仙女座與銀河系發生碰撞時 那將是銀河系所經歷過的最大碰撞 大約在50億年後 好 消息是 我們的太陽系將擁有一個絕佳的觀景位置 將會發生的是兩個星系的螺旋盤 將會被潮汐力撕扯成奇幻的形狀 當兩個旋轉盤開始靠近時 它們會拋出長長的星流 稱爲潮汐緯 如果我們仍然存在太陽和太陽系會發生什麼 這確實很難預測 我們可能會幸運地處在那些潮汐緯流上 隨着飛出時俯瞰整個過程 或者我們可能會被拋入一個 朝合併星系中心俯衝的軌道 基本上無法說明 在合併期間 如果我們的太陽系穿過仙女座的郊區或邊緣 我們可能什麼都不會注意到 另一方面 無數的星星和太空物質可能會被推向行星 從而可能擾亂它們圍繞太陽的軌道 此外整個銀河系可能面臨宇宙動盪 我們可能會面臨仍然危險的後果 首先 合併可能導致大量的恆星形成 目前 銀河系和仙女座星系都有充足的星際氣體 這是恆星誕生的原材料 這將意味着 在我們附近 會有更多進化程度更高的恆星 潮汐緯爆炸 這可能會產生衝擊波 爆炸波和宇宙射線的爆發 從而帶來不良後果 合併後 我們太陽系的命運是不確定的 當仙女座和銀河系的超大飛動 在新形成的混亂星系中爭奪力量時 當它們合併時 會形成一個新的星系 這兩個超大質量黑洞 將逐漸螺旋向新星系的中心 它們會短暫地形成一個雙黑洞 這些黑洞會在碰撞 攪動一切時 開始吞噬氣體 氣體會落入那些黑洞 它們要啓動了 它們將開始發出輻射 但是可能會有火花的潛力 也許會爲銀河中心的黑洞提供燃料 物質會掉入它們之中 這樣的可能性是存在的 然後唯一安全觀察這一過程的地方 就是在那些潮汐尾流上 安然逃離碰撞 一些科學家認爲 安德羅梅達的更大超大質量黑洞 最終會吞噬銀河系 這兩個黑洞會盤旋到中心 形成一個雙黑洞 最終會合併成爲一個更大的超大質量黑洞 那麼 一小型星系與大型星系碰撞時 通常會被大型星系主導 它的絕大部分物質將被那個星系吸收 並融入其中 科學家認爲 星系合併是宇宙中的一種常態 現代銀河包括銀河系 通過吞噬更小的銀河體變得更爲龐大 我們看到的每個星系 可能經歷過許多次碰撞 銀河系中心有一個星星的隆起 這可能是之前碰撞的遺蹟 大多數科學家一致認爲 備受期待的銀河系與仙女座星系的合併 至少還需要三十億年才能發生 但在太空中可能還有更直接的危險 在距離我們數百萬光年的宇宙領域 存在着一些過度活躍的星星 它們已成爲這一塊的超級強者 某些星系的中心居住着一個宇宙怪物 它把一個普通的星系 轉變爲宇宙中最明亮和最致命的星系之一 類星體是獨特的天體 每個都有一個超大質量黑洞驅動 它不斷吞噬大量物質 每年吞噬十到二十顆恆星 這些天體的核心 有一個非常大的黑洞 而那個黑洞的作用 實際上是產生大量的能量 類星體是宇宙中最節能的機制 它們釋放的能量超過一百個普通星系 而它們的亮度是我們太陽的十萬億倍 那麼類星體是如何在宇宙中形成的 星系合併的最後階段 與所謂的類星體現象之間 有着相當緊密的聯繫 如果在銀河系與仙女座的合併中 真的發生那樣的情況 我們可能會在合併後的星系中心 出現一個活躍的類星體 持續幾十年甚至一億年 而一個類星體釋放的能量 大約是一個典型銀河系的百倍 如果我們真的被扔進一個 將我們帶向銀河中心的軌道 我們可能會非常靠近那個類星體 甚至會被烤焦 類星射電源 這個詞指的是類星的射電波發射體 這個詞是在類星體現象 仍然是個迷失創造的 現在我們知道 它們完全不是像星星一樣的 除了發射無線電波和可見光外 類星體還會釋放出紫外線 紅外波 X射線和γ射線 東西或某個人靠得太近 都是致命的 類星體是一個遠距離活躍的 超大質量黑洞 它的能量巨大 正在發出光 我們可以在多個波段觀察到它 類星體首次在1960年代被發現 但隨着射電望遠鏡成像技術的改善 天文學家發現 其中一些類星體 也有強大的噴流從中射出 這些特定的類星體 被稱爲噴流類星體 可能是宇宙中最劇烈的現象之一 類星體爆發源於黑洞 和類星體一樣 但它們有所不同 因爲這些能量被集中 或大部分能量集中在噴流中 噴流不斷噴射出去 一個耀星的強勁plasma噴流 會產生輻射 以電波的形式貫穿整個光譜 直至高能伽馬射線 天體物理學家格倫皮納 一直在研究這些奇特銀河中心的物理條件 我們可以用這個噴泉來形象化 一個要變星的幾何結構 如果噴泉的圓形底座代表着吸積盤 那麼噴湧而出的水流 就代表着來自於內星體的plasma噴流 如果地球正朝着那股水流的方向坐落 那麼我們就會看到 這個物體作爲一個要變星 對於天文學家來說 這就像透過消防水管看世界 這真的讓你感到震撼 你能看到這個明亮炙熱的東西 我們稱之爲巴克射電星 這些要變星噴流的速度極其快 以99.9%光速觀察到的最快運動 如果你想把像這種寶靈球一樣的小物體 加速到99.9%的光速 你需要給予這顆寶靈球 全世界一整週產生的所有能量 才能加速到那個速度 而在這些類星體中 我們不僅在加速像寶靈球這樣的小物體 還在加速與行星木星相當 或更大的巨大質量物體至這些速度 因此它們正由這個高效引擎 提供驚人的能量 類星體對那些靠近其致命噴流的宇宙物體 造成不可想象的後果 如果有一顆相對較近的行星 距離實際噴流幾光年 那麼那顆行星上的輻射水平 可能是從恆星獲得的輻射的數百萬倍 它將不斷暴露在高劑量的輻射下 所以我認爲我們不想再圍繞着 位於Blazer噴流中的恆星的行星上 尋找生命 科學家們將全球的射電望遠鏡連接起來 以實現觀察Blazer噴流所需的放大效果 爲了給你一個比喻 那種放大倍率足以讓你從洛杉磯 看清在紐約某人手中拿着的報紙 我們希望能儘可能靠近中心黑洞 以便真正弄清楚自然是如何加速這些噴流 並使其達到如此高的速度 我們也想知道這些噴流 到底是由什麼組成的 因爲現在看來這是一個尚不清楚的事情 在對類星體瞭解更多之前 天文學家將繼續對它們 以及我們不可控宇宙中 所有其他危險地方保持關注 宇宙中確實發生了暴力事件 比我們在地球上能想象的要多得多的能量 有萬億顆太陽同時在閃耀 我們所談論的正是這些種類的能量 但在這種情況下 我們遠離它們有助於我們物種的生存 如果我們真的在太空中旅行 那麼我們一定要擔心這些事件