銀河系中心的黑洞會威脅到太陽系嗎？

本文來自微信公眾號：SF 中文 （ID：kexuejiaodian），作者：SF

文 | 凱蒂?麥克（Katie Mack）

譯 | 麥李

編 | 陳強

原文刊載于《科學焦點》2023 年第 12 期

2022 年 5 月，利用事件視界望遠鏡（EHT），天文學家拍攝了位于銀河系中心的人馬座 A * 黑洞的第一張照片。人馬座 A * 黑洞屬于超大質量黑洞，質量是太陽的 400 萬倍。

EHT 是一個全球合作項目，致力于捕捉超大質量黑洞的身影。它可以將世界各地的天文臺聯(lián)系起來，并將許多觀測到的數(shù)據(jù)整合成一張超高分辨率的圖像。

根據(jù)人馬座 A * 黑洞的照片，我們可以看到黑洞中心有一大片陰影。這個陰影的存在并不是因為光線被阻擋了，而是因為一旦進入事件視界的范圍，就連光線也無法逃離黑洞，也就是說，我們是看不見黑洞內部的。

在引力作用下，經(jīng)過黑洞附近的光線，傳播路徑也會被扭曲，因此看上去，就像是明亮的光圈中間有一個黑色的洞。也就是說，黑洞的陰影看起來是黑的，不是因為光線被擋住了，而是因為光線被吞噬了。

黑洞能吞噬包括光在內的一切物質

事件視界其實是黑洞的邊界。事件視界意味著“不歸點”，任何越過這條邊界的東西都無法逃離黑洞。

在事件視界處，逃逸速度（即逃離黑洞引力所需的速度）等于光速。而愛因斯坦的狹義相對論將光速設定為一個硬性限制――宇宙中任何物體的速度都不會超過光速。因此，沒有任何東西可以逃離黑洞。

人馬座 A * 黑洞的圖像進一步向我們證實了，宇宙中不僅存在超大質量黑洞，而且超大質量黑洞也符合相對論理論。

當然，人馬座 A * 黑洞不僅僅會吞噬光線。像所有的超大質量黑洞一樣，它會吸引任何徘徊在事件視界附近的氣體、塵埃和熾熱的等離子體。每隔一段時期，就會發(fā)生讓天文學家非常興奮的事――超大質量黑洞會吞噬整個恒星系統(tǒng)。當恒星被潮汐力（物體上各部分到引力源的距離不同，受到的引力大小也不同，從而產(chǎn)生引力差，這種引力差就是潮汐力）撕裂時，會發(fā)射出強烈的 X 射線。

到目前為止，我們只觀察到人馬座 A * 黑洞吞噬了幾團氣體云，但我們知道它并不“挑食”。

那么，我們應該擔心嗎？在我們銀河系中心有一個貪得無厭的龐然大物，質量是太陽的 400 萬倍，它會讓天文學家夜不能寐嗎？

只要保持一定的距離，黑洞就不會威脅到我們

其實不會。盡管我們都知道黑洞連光線都不放過，但是，不管多大的黑洞，都傷害不了遠未接近它的人。這要歸功于引力在不同距離上的微妙作用。

根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，我們之所以會被引力牽引，是因為一個大質量天體會讓周圍的空間發(fā)生彎曲，改變物質和光在大質量天體周圍空間中的運動方式。

所有的物質和能量都會在某種程度上使空間彎曲，因為引力是一種無處不在的力量。你現(xiàn)在所在的空間也會受到宇宙中其他一切事物的引力影響，盡管有些引力的影響極其微弱。

黑洞的特殊之處在于，核心部分的奇點具有無窮大的空間曲率。因此，在事件視界內，想要離開黑洞是不可能的。換句話說，任何企圖離開黑洞奇點的路線，最終都會回到奇點。

即使不靠近事件視界，就在它附近的區(qū)域，潮汐力也能摧毀許多東西。但是，如果你遠離了這些有危險的區(qū)域，黑洞空間曲率對你的影響，就跟其他任何普通恒星或大團物質一樣了。

如果太陽現(xiàn)在坍縮成黑洞，地球還會繼續(xù)繞軌道運行，完全不受影響。此時，太陽的溫度、亮度都會下降許多，但我們離得足夠遠，我們甚至都測量不出來太陽的引力變化。

當談到位于銀河系中心的超大質量黑洞人馬座 A * 時，它的引力不僅對我們太陽系沒有威脅性，也不會對太陽系圍繞銀河系中心的運行軌道有太大影響。

在銀河系中心，恒星、氣體和塵埃的總質量比人馬座 A * 黑洞重了幾個數(shù)量級，這還不包括充滿整個空間的幽靈般的暗物質。但是，太陽系的運行軌道，以及銀河系內其他所有恒星的運行軌道，都是安全的。

至少現(xiàn)在是這樣。

大約 40 億年后，銀河系將與仙女座星系相撞，恒星和行星會因引力的擾動而被拋擲到宇宙各處，就像一場璀璨的煙花表演。這可能導致兩個星系中心的超大質量黑洞旋轉著合并在一起。

現(xiàn)在，我們還無法預測，在那個時候太陽系會發(fā)生什么。但是，希望在宇宙的某個遙遠的地方，有人會準備好他們的相機，捕捉到這令人驚嘆的景象。

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