如果地球的密度足夠大, 可以坍縮成一個黑洞, 它的視界大小將是一個大理石大小。 幸運的是, 量子力學阻止了地球的坍縮。 根據海森堡測不準原理, 壓縮到小體積的電子必須具有大的動量或能量。 地球被壓縮到大理石大小時, 會伴隨著大量熱粒子, 其能量與歐洲核子研究中心的大型強子對撞機所獲得的能量相似, 比地球核心溫度高出數萬億倍。
這樣熱而稠密的粒子在大爆炸后萬億分之一秒就存在了。 因此, 地球質量的致密結構的可行生成途徑是通過早期宇宙中的一個新過程完成的, 該過程將使一些區域足夠致密, 從而它們將坍縮成原始黑洞。
原則上, 地球質量的黑洞可以制造出暗物質, 這種未知的成分在宇宙質量估算中占主導地位, 是普通物質的六倍。 然而, 觀測數據排除了這種可能性。 1936年, 阿爾伯特·愛因斯坦計算出, 一個黑洞恰好穿過視線到達一顆遙遠的恒星, 它會聚焦恒星的光線, 并使背景恒星暫時變亮, 這就是所謂的引力微透鏡事件。
位于夏威夷的8.2米斯巴魯望遠鏡上的超級攝像機監測到了我們鄰近星系仙女座的恒星, 但沒有記錄到任何這樣的亮度。 這導致了地球質量黑洞所能構成的暗物質比例的嚴格上限, 即10%。 然而, 可能存在一個更小數量的原始黑洞。
六年前, 海王星以外的天體集群暗示了第九顆行星, 質量為5-10個地球, 可能居住在太陽系中, 距離大約是地球到太陽距離的500倍。 到目前為止, 對第九行星反射的陽光的搜索一無所獲。 但是, 如果九號行星實際上是一個原始黑洞呢?如果第九行星存在, 并且是一個原始黑洞, 它將是迄今為止已知的最近的黑洞。 顯然, 它將為任何統一量子力學和引力的理論, 如弦理論, 提供一個極好的試驗平臺。
目前, 像美國宇航局(NASA)、杰夫·貝索斯的藍色起源(Blue Origin)或埃隆·馬斯克的SpaceX這樣的航天機構, 都把注意力集中在月球或火星等巖石目的地。 但是如果我們知道太陽系中存在著像行星九這樣的黑洞呢? 他們是否應該為實現這一目標而投資?
為了評估相關的工程挑戰,讓我們看一下數字。 一個10個地球質量的黑洞每分鐘由一個千米大小的小行星提供能量,它將以太陽的亮度發光。 這恰好是這樣一個黑洞的最大光度,根據阿瑟·愛丁頓爵士在一個世紀前提出的計算,超過這個光度,輻射壓力將抵消引力,并消除燃料供應。 以超過愛丁頓極限的更大的能量來給黑洞提供能量,將導致黑洞以外流的方式吐出多余的物質。
為了保持溫暖和照明,人類可以點燃太陽系外圍的原始黑洞的篝火。 通過精心喂養,我們可以創造一個人造太陽,并在其周圍的軌道上建立一個可持續的空間站。就像壁爐一樣,我們可以通過燃料供應來調節它產生的熱量和光線。
黑洞附近的生活可能比我們目前在地球上的生活舒適得多。 首先,黑洞將靜止質量轉化為能量的效率要高得多,因此需要的燃料比恒星少。 第二,這個加熱器有一個穩定的引擎,可以永遠持續下去。 它的輸出可以被控制和監測,以避免與太陽等恒星進化相關的自然災難。
這一切都是在理論推測,或許宇宙中還有一個更有趣的目的地在等待著我們。
為了評估相關的工程挑戰,讓我們看一下數字。 一個10個地球質量的黑洞每分鐘由一個千米大小的小行星提供能量,它將以太陽的亮度發光。 這恰好是這樣一個黑洞的最大光度,根據阿瑟·愛丁頓爵士在一個世紀前提出的計算,超過這個光度,輻射壓力將抵消引力,并消除燃料供應。 以超過愛丁頓極限的更大的能量來給黑洞提供能量,將導致黑洞以外流的方式吐出多余的物質。
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黑洞附近的生活可能比我們目前在地球上的生活舒適得多。 首先,黑洞將靜止質量轉化為能量的效率要高得多,因此需要的燃料比恒星少。 第二,這個加熱器有一個穩定的引擎,可以永遠持續下去。 它的輸出可以被控制和監測,以避免與太陽等恒星進化相關的自然災難。
這一切都是在理論推測,或許宇宙中還有一個更有趣的目的地在等待著我們。