“黑洞”其实不是“洞”

最近有一个天文的概念一直被讨论,那就是“黑洞”!因为人类终于拍到了第一张直接对黑洞观测的天文影像!


不过说到“黑洞”,相信大家都不陌生,毕竟有超多如最早的《黑洞》电影到2014年《星际效应》,中间连知名的《星际大战》、《星舰迷航记》、《星际争霸战》等数不清的科幻电影或电视影集都有谈到它!但黑洞到底是什么呢?


或这应该说,黑洞从一个“假想”理论,到现在真的被科学证实、还拍到实际的照片了,这一连串的历程,随着科学理论的不断更新,我们从电视电影上曾吸收了多少荒唐或真实的黑洞想像?


▲人类拍到的首张直接对黑洞观测的天文影像


“黑洞”名字的由来

v.s.

第一部以“黑洞”为主题的电影


第一部直接以“黑洞”为主题的电影,应该可以算是1979年的《黑洞The Black Hole》吧!可是“黑洞”的概念不是爱因斯坦在“广义相对论”(1907年开始发展,最终在1915年基本完成)中就提出了吗?怎么之前的电影都没提到?


实际上确实,在早期,“广义相对论”跟“黑洞的概念”只是学院间流行的理论,并不流行于大众媒体或娱乐圈,是要到1968年才由一位叫做约翰惠勒John Wheeler的美国物理学家为媒体“发明”出了“黑洞”这个词,一般人才对“黑洞”有了初步的认识!是的,爱因斯坦从来都没有提出“黑洞”这个“名词”,只是在广义相对论提出了黑洞这个“概念”的存在,早在“黑洞”这个“名词”确定之前,这样一个“概念”的存在通常都是用“frozen star”(冻结之星)或是“collapsar”(塌星)来指称。


既然娱乐圈认识了“黑洞”,就不能不错过把这个炫到爆炸的概念拍成电影的机会!再说啦,自1977年第一部《星际大战》电影上映并获得成功后,科幻电影成为了主流的商业大片类型!(在此之前的科幻电影都被定位成低制作成本的B级片。


1979年的《黑洞The Black Hole》叙述一艘航行宇宙的太空船Palomino号在进行了18个月的外太空生命搜寻任务后,在返回地球的途中发现了一艘盘旋在一个大黑洞旁的太空船,当Palomino号队员登上该艘太空船后发现,该太空船船长为了要飞越黑洞,而想把他们也改造成机器人,一群人在逃离的过程中遭陨石雨的侵袭,太空船严重受创,进而被一股巨大的力量牵引着……



“黑洞”的科学理论

v.s.

电影中荒唐的“黑洞”想像


再来比较有名(也比较值得讲的)应该就是1997年的《撕裂地平线Event Horizon》,讲述在西元2040年,政府秘密制造了“Event Horizon号”太空船,要以新研发的重力驱动系统,制造出人造黑洞以进行时空重叠,可瞬间跳跃至数光年甚至数千光年以外之地,用来缩短太空探索时间的新科技。但该船在启动首次的重力跳跃后,便一去不回,直到2047年才重新现身于海王星附近。


后来才知道,Event Horizon号当初意外突破宇宙的次元到达了另一个宇宙(电影中另一个宇宙的面貌宛如神话中的地狱),相信自己从地狱回来的太空员全都陷入“疯狂”(实际上是有别于我们已知宇宙所谓“正常”的状态),回到太阳系的目的是要来“解救”所有人类……



从1979年的《黑洞》到1997年的《撕裂地平线》都提出了一些符合科学的概念,跟不符合科学的想像。前面说了当“黑洞”这个名词出现后,才开启了这个题材电影的拍摄,但黑洞成也这个名字,败也这个名字。


太多人都真的以为“黑洞Black Hole”真的是个“洞Hole”了,但实际上根本是误会大了,“黑洞”并不是个“洞”,反而从它的旧名“冻结之星frozen star”或“塌星collapsar”能确切了解到它其实是个“实体”。



简单来说,我们都知道太阳不断的在进行核反应,其实所有跟太阳一样的“恒星”皆如此,但是当那颗恒星核反应的燃料耗尽后,就会造成“重力塌缩Gravitational collapse”。


意思是,所有的星体之所以能维持球体,是星体的重力和它构成的物质维持了一定的平衡,但如果星体的物质不能提供足够的作用力来平衡自身的重力,就会向内塌缩,甚至会吸引周边的物质拉进,塌缩其中,而这些物质包含轻到不行“光子”,因为连“光”都出不来,所以呈现为一个“完全黑暗”的“物体”,但因为完全没有任何的光能让它看得出来是个“物体”,而是像个没有形体的“洞”,所以才叫黑洞。



尽管过去的电影总把“黑洞”的形象打造成是一个“洞”样子,但至少到了《撕裂地平线》还是有一些理论根据,毕竟《撕裂地平线》的英文片名就叫做“Event Horizon”,也就是“事件视界”的意思。


理论上,“事件视界”是黑洞周围一个球形的“时空界线”,“事件视界”也是造成黑洞所以称为黑洞的根本原因,它是黑洞的最外层边界,也就是说我们看到的是黑洞其实是被“事件视界”包覆的黑洞,而非黑洞的本体。


因为“空间”与“时间”(目前人类科学与哲学能“证明”事物“存在”的两个关键要素)在黑洞都不作数,所以时空穿越或是跨宇宙(不论是单纯的不同宇宙跨越或是跨越所谓的“平行宇宙”)的想像与剧情,就很常被拿来运用在文学或电影创作。


实际上,目前的科学家还没有证明“白洞”(黑洞的相反;黑洞作为一个让物体“只进不出”的存在,白洞即是“只出不进”的存在)与“虫洞”(连结黑洞与白洞的通道)的存在。


就连目前最为人称道的2014年《星际穿越》电影对于黑洞一切的描述都已经非常符合科学理论了(尤其是外型,再来是一些周边的理论),但是为了剧情故事,还是把黑洞描述成进行“穿越”的一扇门。


实际上,就现在的研究,如果人类真的进入黑洞,理论上也会被黑洞趋近无限的塌缩重力无限压缩,目前最多人说人类在黑洞中会被压成宛如“意大利面条”般的存在,但随着无限压缩,即便根据质量守恒不会到真正的“消失”,但最后只会成为一个只有质量的“中子”!


但也很难说?

毕竟漫威的《蚁人》不也告诉了我们,

量子的世界又是另一个宇宙了?

或许当我们进入黑洞成为一个量子的存在后,

也算是进入了另外一个概念的宇宙与世界也说不定?



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