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人靠近黑洞会被拉成一根面条？小心这个宇宙中的“贪吃鬼”！

中国国家地理 · 公众号 · 地理 · 2025-02-11 17:59

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哈勃空间望远镜拍摄到的20亿光年外、质量是银河系1000倍的武仙座A星系黑洞爆发出的喷流。这个明亮星系的黑洞，其质量相当于25亿个太阳。图源/NASA

你一定在科幻电影里听到过黑洞，但关于黑洞你知道多少呢？尽管人类已经通过韦布太空望远镜发现了“年龄”超过130亿年的最古老黑洞，关于黑洞的科学研究也多次获得诺贝尔奖，但围绕它仍有许多未解之谜。

GN-z11星系，詹姆斯·韦伯太空望远镜在其中心发现了有史以来探测到的最古老的黑洞。图源/NASA

首先，让我们先来了解一下什么是黑洞，以及宇宙中到底有没有黑洞。

黑洞的基本性质可以用我国古代神兽貔貅来形容，任何物质进去后都有进无出。要观测黑洞很简单——天文学家用望远镜看到宇宙中的某个地方黑黑的，就像一个深不见底的洞，所以就给它起名为黑洞，它是真实存在于宇宙之中的。

2015年，美国国家航空航天局（NASA）发布了超重黑洞“吞噬”物质的概念图。图中显示了一个质量约为太阳数十亿至数百亿倍的超重黑洞，它周围的物质正在“流入”黑洞。图源/NASA

为了解开关于黑洞的诸多疑问，天文学家们踏上了漫长而艰辛的探索之旅。 中国科学院高能物理研究所的张双南教授 带领着自己的团队，利用先进的望远镜与观测技术，深入探索黑洞的奥秘。在无数次的观测与分析中，他们不仅揭示了黑洞的自旋、吸积盘等关键特性，还发现了多个黑洞的踪迹，为黑洞研究提供了宝贵的资料。

倾斜吸积盘模型的示意图图源：新华网

那么，假设我们有机会在宇宙中偶遇一个黑洞，我们又能感知到什么呢？黑洞是否有着独特的“味道”或散发出某种神秘的气息？张双南教授给出了生动的解答。他说：“黑洞发出的光信号，我们可以称之为‘色’，这是我们通过望远镜‘看’到的。而除了‘看’，我们还可以通过‘听’来感知黑洞。就像中国菜中的拔丝土豆和锅巴发出的‘滋’声，黑洞也有其独特的声音——引力波。

至于‘味’，则是我们通过嗅觉感知到的分子。虽然黑洞本身无法被直接嗅到，但它附近的喷流却会将无法被吞噬的物质‘吐’出来。这些被喷出的物质中，既有速度低的气体，也有速度极高的气体，甚至可能包含能量极高的宇宙射线。如果我们愿意将这些喷出的物质视为黑洞的‘味道’，那么，黑洞确实有着自己独特的‘气息’。”

2019年人类首张黑洞照片，展示了M87星系中心的超大质量黑洞。图源/EHT Collaboration

当然，关于黑洞的探索之旅并未止步于此。虽然目前仅确认了 几十个黑洞 ，它们的质量均超太阳数倍，但黑洞的研究对人类未来具有不可估量的价值。面对地球面临的诸多威胁，如全球变暖、小行星撞击等，星际旅行成为了人类寻找新栖息地的希望之光。在星际旅行的征途中，有效规避黑洞的潜在危险显得极为关键。因此，黑洞的研究不仅揭示了宇宙的深层秘密，更是人类迈向宇宙深处、探寻地外生命、确保文明延续的必由之路。

银河系内的恒星级质量黑洞

提到地外生命，人们往往联想到的是外星飞船、奇异生物与未知的科技。然而，地外文明的存在与否，至今仍是一个未解之谜。科学家们通过搜寻外星信号、分析行星数据等方式，试图寻找地外文明的踪迹。在张双南教授看来，地外文明的存在与否，不仅关乎人类的认知边界，还关乎着人类的未来命运。

本周四19:00，中国国家地理大讲堂 你好，宇宙系列《从黑洞探寻地外生命》 ，让我们和中国科学院高能物理研究所研究员张双南教授来一场独一无二的“星际之旅”，探索宇宙深处的奥秘。对天文、物理感兴趣的朋友千万不要错过，预约直播间，我们不见不散～

中国国家地理大讲堂

第754位讲师张双南

张双南，中国科学院高能物理研究所研究员，粒子天体物理中心主任（2009-2024）和重点实验室主任（2003-2024）。入选国家基金委杰青、教育部长江特聘教授、国家海外高层次人才等。获得赵九章优秀中青年科学奖、中国科学院杰出科技成就奖、国家科技进步奖、国防科技创新奖和北京市自然科学奖等。发表论文5百多篇，引用超过2万2千次。担任天宫二号伽马射线偏振探测项目、慧眼天文卫星、eXTP空间天文台、中国空间站高能宇宙辐射探测实验等空间科学项目首席科学家。著有《极简天文课》和《科学方法与美学》。

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参考文章：

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