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人类或许能够经过一种名为“光环驱动器”的全新办法,从双黑洞体系获取能量。
图中是黑洞的幻想图。
人类或许能够经过一种名为“光环驱动器”的全新办法,从双黑洞体系获取能量。
图中是黑洞的幻想图。
北京时刻3月25日音据国外媒体报道,一位常春藤联盟的天文学家声称,人类或许能够经过一种名为“光环驱动器”(Halo Drive)的全新办法,从双黑洞体系获取能量,然后完成无需燃料的星际游览。
这位名为大卫·基平(David Kipping)的天文学家来自美国哥伦比亚大学,他表明,理论上外星人或许现已在咱们不知情的情况下运用这种技能了。
光环驱动器推进飞船的原理首要是运用“引力镜”来吸收黑洞的能量。
引力镜是指黑洞的某一区域在吞噬物质之后,又将物质以相同的方向抛射出去。
“在国际中搜索才智生命,往往是在考虑设想先进文明的或许活动,以及或许由此发生的相关技能特征的指导下进行的,”大卫·基平在2月28日发表于预印本期刊网站arXiv的论文中写道,“沿着这些方向,本研讨考虑了一个先进文明怎么运用光帆概念进行相对论式高效推进的或许性。
”
科学家现已调查到,当光子进入引力镜区域并随后被射回时,它们不只从旅程中获得了速度,并且还保留了一部分动能。
大卫·基平表明,运用这些回来的光子——称为“回旋镖光子”(boomerang photon)——星际游览者能够从中搜集能量,抵达比黑洞高133%的速度。
这种从黑洞中获取能量的办法不只能够防止过于挨近风险的极大引力空间,也将使飞船极难被探测到。
很长时刻以来,天文学家一向将黑洞视为一种引力弹弓,能够协助将物体推入悠远的太空。
在“引力弹弓效应”中,某个天体(如行星或卫星)能够将飞船“抛掷”出去并使其加快。
1963年,闻名物理学家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)提出,任何体积的飞船都能够运用成对的严密天体(如白矮星或中子星)的引力弹弓效应抵达相对论速度——明显挨近光速的速度(戴森最闻名的设想是被称为“戴森球”的巨大球形结构,先进文明经过戴森球将整个恒星包括在内,捕获其绝大部分能量)。
但是,这些成对衰亡恒星具有极点的引力和有害辐射,其引力弹弓效应或许会损坏飞船。

相反地,大卫·基平指出,引力或许能够进步射向黑洞边际的激光束能量,然后为飞船供给协助。
黑洞具有强壮的引力场,能够歪曲光子的途径,使其不落入黑洞内部。
1963年,物理学家马克·斯塔基(Mark Stuckey)提出,黑洞在理论上能够作为一个“引力镜”,即黑洞的引力能够将光子弹回,使其飞向光源。
大卫·基平核算出,假如一个黑洞朝着光子来历运动,那回旋镖光子就能够带回黑洞的部分能量。
黑洞的移动速度越快,光环驱动器从中获取的能量就越多。
因而,大卫·基平以为应该运用兼并之前互相高速螺旋工作的双黑洞。
大卫·基平说:“某个文明能够运用黑洞作为星系航点,但这些航点将很难长途探测到,除非呈现双黑洞兼并率升高或较高的双黑洞偏心率。
”因而,假如某个文明具有满足挨近黑洞的才干,在理论上就能够在咱们不知情的情况下,运用光环驱动器办法进行星际游览。
天文学家或许能够经过调查双黑洞兼并是否发生得愈加频频来寻觅外星生命运用光环驱动器的痕迹。
大卫·基平的研讨首要根据成对黑洞互相盘绕工作时能够抵达相对论速度。
虽然银河系中估量有1000万对双黑洞,但大卫·基平指出,只要少量双黑洞能以相对论速度长时刻互相盘绕工作,由于大多数双黑洞会很快兼并。
不过,他以为一些孤立旋转的黑洞也能够协助光环驱动器抵达相对论速度,“并且咱们现已知道有许多超大质量黑洞以相对论速度旋转”。
光环驱动器的一大缺陷是“有必要前往最近的黑洞,”大卫·基平说,“这就像一次性付出高速过路费。
你有必要消耗必定能量才干抵达最近的进口,但接下来,你就能够想走多远就走多远。
”
光环驱动器只要在十分挨近黑洞——大约是黑洞直径的5到50倍——的间隔上才干发挥作用。
“这便是你首要有必要十分挨近黑洞的原因,也决议了你无法以此容易地跨过数光年的间隔,”大卫·基平说,“咱们依然需求先找到某种办法,抵达附近的恒星,然后才干进入星际‘公路体系’。
”
大卫·基平表明,与其他设想的星际游览方法比较,光环驱动器的另一个首要优点是能够极大地削减对燃料来历的需求。
其他理论上的星际游览方法都要求飞船加快到所谓的相对论速度,但这需求很多的燃料,而这些燃料自身也具有质量,反过来要求推进器的功用愈加强壮。

比较之下,光环驱动器只需求从黑洞中收集光子即可。
安装有光帆的飞船能够运用激光来推进自己行进。
2016年,物理学家史蒂芬·霍金与出资人尤里·米尔纳一起宣告了“打破摄星”(Breakthrough Starshot)项意图正式发动。
该项意图初期出资为1亿美元,方案研制名为“星片”(StarChip)的光帆飞行器,以五分之一光速飞行约20年,抵达半人马α星——间隔咱们最近的恒星体系。
黑洞里边有什么?
黑洞是国际中最独特的天体之一,它们的姓名来历是:没有任何物体能够逃脱它们的引力,即使是光线也不能。
假如你冒险挨近黑洞并穿过所谓的事情视界,即光线也无法逃脱的鸿沟,那你将永久被困在黑洞中,或许被炸毁。
关于小型黑洞,无论怎么你都不或许在如此近间隔的触摸中幸存下来。
挨近事情视界的潮汐力足以将任何物质拉伸到一串原子的程度,物理学家将这一进程称为“面条化”(spaghettification)。
但关于大型黑洞——比方银河系等星系中心的超大质量黑洞,其质量相当于一颗恒星质量的数亿倍乃至数十亿倍——穿越事情视界或许就会平安无事。
科学家以为,咱们是有或许在进入黑洞国际的进程中存活下来的。
物理学家和数学家一向想知道黑洞里边的国际是什么样的。
他们转向爱因斯坦的广义相对论方程来猜测黑洞内部的国际。
这些方程很有用,直到调查者挨近黑洞中心或奇点。
在理论核算中,那里的时空曲率会变为无穷大。
说实话,我自己上学那会儿物理就没学明白,时间、空间、引力这些概念,脑子里只剩一团浆糊。
想给孩子讲几句吧,又怕讲错了、误人子弟;不讲吧,又不想打击孩子的好奇心。
尤其现在孩子上了小学中高年级,对科学的好奇心正是最旺盛的时候。
每天追着问"为什么",那股劲儿其实特别珍贵。
可咱们当家长的,确实不是万能的百科全书,很多科普知识自己都搞不清楚,更别说用孩子能听懂的话讲出来了。
我一开始也想给孩子买书,结果在书店翻了半天,越翻越没底。
那些宇宙科普书,要么是密密麻麻的专业术语,孩子翻两页就没了兴趣;要么图倒是漂亮,讲得却浮于表面,读完啥也没记住。
后来一个当老师的朋友给我推荐了一本《跟着霍金看宇宙》,我拿到手自己先翻了一遍,还真被惊艳到了。
这本书最大的好处,就是它真的站在孩子的认知水平上去讲宇宙,一点不端着。
先说它怎么讲黑洞。
书里没有上来就甩一堆公式,而是从霍金爷爷是怎么发现黑洞、怎么理解黑洞讲起,用特别形象的比喻,让孩子能"看见"黑洞在做什么。
我家孩子看完竟然主动跟我讲"黑洞就像宇宙里的贪吃怪",虽然不太准确,但那股理解和记忆的劲儿,可比死记硬背强太多了。
再说时间旅行这个更抽象的话题。
很多成年人一听都觉得玄乎,但这本书把它讲得特别接地气。
孩子看完恍然大悟,还跟我说"原来时间也会被引力拉慢呀"。
这种孩子能亲口讲出来的理解,正是我最看重的。
我觉得这本书特别适合几类孩子。
一种是那种天生爱问"为什么"、对天文特别感兴趣的孩子,能给他们一个很扎实的入门;另一种是平时不太爱看书、觉得科学枯燥的孩子,这本书的讲述方式能让他们重新觉得"原来科学这么有意思";还有一种就是咱们这些想陪孩子一起读、却自己也不太懂的家长,带着孩子一起看,正好补补课,还能顺便聊聊天。
书里的插图也很用心,结构清晰,读起来完全不费劲。
我家孩子现在每天睡前都要主动翻几页,还经常跑来给我"讲课"。
这种亲子共读的时光,可比看平板刷手机有意义多了。
而且这本书的定价也很实在,几十块钱就能给孩子打开一扇望向宇宙的窗,让孩子知道霍金爷爷那些听起来高深的理论,其实离我们并不遥远。
如果你也在为孩子选一本靠谱的宇宙科普入门书,或者发愁怎么跟孩子聊"时间""空间""黑洞"这些话题,我真的挺推荐这一本的。
能让孩子主动读、读得懂、还愿意开口讲的科普书,说实话真不多见。
趁着孩子对宇宙的好奇心正热乎,早一点给他一本合适的读物,早点点燃那颗探索的小火苗,说不定就种下了他未来仰望星空的种子呢。
这本书我自己翻过一遍,之所以敢放心推荐,还有一个很重要的原因——它讲科学,却不只是把知识倒给孩子,而是带着一种"陪孩子一起好奇"的温度。
霍金爷爷那套关于宇宙的想法,在书里被讲得既严谨又好懂,孩子读着不觉得吃力,家长陪着读也不觉得枯燥。
很多家长会纠结,孩子这么小,看这种书是不是太早了?其实恰恰相反,越早接触,越能在孩子心里种下对科学的好感。
等将来上了中学真正学物理的时候,孩子想起小时候读过的这本书,那些抽象的概念就会变得亲切起来,学起来也更省力。
如果要说一点小小的不足,那就是这本书需要家长稍微陪读几页,帮孩子把节奏带起来。
不过一旦孩子自己入了迷,后面你就会发现他根本停不下来了,天天追着你讨论外星人存不存在、宇宙有没有尽头。
总的来说,一本能让孩子主动去翻、读得懂又愿意开口讲的宇宙科普书,真的很难得。
如果你也想让孩子在这个好奇心爆棚的年纪,接触一点真正有意思、也有营养的知识,这本《跟着霍金看宇宙》是个非常不错的开始。
趁孩子这份好奇心还在,早一点把这本书带回家,说不定哪一天,他抬起头看星空的眼神,就不一样了。
这幅由“Science Of Infinity”呈现的科幻科普视觉图,以经典的“爱因斯坦-罗森桥”概念为骨架,将抽象的广义相对论具象化为一场跨越星海的视觉奇观。
画面上下各悬浮着一个壮丽的旋涡星系,标注为“星系1”与“星系2”,它们并非孤立存在,而是被一种超越常规物理距离的神秘结构紧密相连,瞬间将观者拉入星际穿越的宏大叙事之中。
时空的舞台由蓝色的网格线勾勒,这便是“时空结构”的具象表达。
在常规认知中,时空是平滑的织物,但图中它因极端质量而剧烈弯曲,形成一条漏斗状的捷径。
上方星系的核心处,一个散发着炽热橙红色光晕的黑洞作为“入口点”出现,其强大的引力场吞噬着周围一切,成为这条宇宙隧道的起点。
时空网格在此处急剧下陷,顺势延伸至画面中央,那里幽蓝与紫光交织的狭窄通道正是“虫洞”本身,它像一座桥梁穿透了时空的褶皱,理论上为跨越光年尺度的航行提供了可能,让原本遥不可及的两个遥远星系拥有了瞬间连通的契机。
穿过虫洞的奇点,时空结构在下方再次舒展,迎接旅者的是标注为“白洞”的出口点。
与黑洞的吞噬截然相反,白洞喷射出耀眼的蓝白色光芒,仿佛将物质与能量从另一端点强制释放,完成这场穿越的终章。
从星系1的黑洞入口,经由扭曲的时空咽喉,再到星系2的白洞出口,整个结构呈现出一种对称而诡谲的美感。
它生动地隐喻了宇宙中可能存在的“拓扑捷径”,即无需在三维空间中航行亿万光年,而是直接弯曲并穿透四维时空,实现超距连接。
尽管这幅图像充满视觉震撼与科学美感,它本质上仍是对理论物理的艺术化演绎。
现实中,虫洞的稳定性、负能量物质的存在以及穿越其中的物理极限,仍是未解之谜。
然而,正是这种科学与想象的碰撞,赋予了画面无穷的吸引力。
它不仅是一张图解,更是一首关于宇宙探索的史诗,激发着我们对星辰大海的无尽遐想,提醒着在人类认知的边界之外,或许正有无数这样的时空隧道,默默串联着宇宙最深处的秘密。