2022 年,美国加州大学伯克利分校的一个天文学家团队宣布了一项新发现,他们利用微引力透镜效应发现了一个在宇宙中流浪的黑洞。所谓引力透镜,指的就是天体强大的引力扭曲光线,使我们能看见原本看不见的天体的现象。比如,一个流浪的大引力天体偶然与一颗恒星相遇,那颗恒星的光被引力扭曲汇聚在一处,我们就能看到这颗恒星忽然短暂变亮。美国的科学家就是利用这一现象看到了银河系中的流浪黑洞。
黑洞质量如此巨大,为何会像流浪行星一样被“扫地出门”,在宇宙中漂泊呢?科学家提出了一个猜想:一颗大质量恒星在发生了超新星爆炸后,剩余的内核被重力挤压成了黑洞,由于这种爆炸并非完全对称,黑洞在形成过程中受到了非常强力的冲击,从而被推离了恒星原本的轨道,最终成了在宇宙中自由流浪的黑洞。
流浪黑洞的存在无疑像一个定时炸弹,它会不会“不小心”闲逛到地球附近,将地球吸进去呢?据估计,在银河系中诞生或者“闲逛”到银河系的黑洞数量可能高达10 亿个。不过,不必太担心,因为宇宙足够大,即使数量这么多,黑洞撞到地球的概率也比中头奖更低。
在太阳系存在的45 亿年里,从未发生过黑洞撞击事件,可以拿恒星撞击进行对比:每隔几十万年,就会有一颗足以影响奥尔特云的恒星靠近太阳系,最近一颗这样的恒星是舒尔茨星,在大约7 万年前近距离掠过太阳系,穿过了奥尔特云。而能靠近地球的恒星又少得多,在地球存在的整个历史中,我们与太阳之外的另一颗恒星最接近的距离大约是500 天文单位。因此,可以估计,出现一颗足以扰动柯伊伯带的恒星的概率约为1% ;出现一颗足够靠近地球,能对地球产生引力干扰的恒星的概率约为0.0001% ;出现一颗与地球发生碰撞的恒星的概率只有0.000001%。这样一对比,出现一个撞击地球的黑洞的概率则更是接近于零了。
无论概率有多低,某些事件一旦发生了就是百分之百。不必想象撞击,哪怕只是与黑洞擦肩而过,地球也承受不起。2021 年,科学家发现了一个距离太阳系只有1500 光年的黑洞,它也成为已知的距离太阳系最近的黑洞。这个黑洞的质量并不大,只相当于三个太阳,正和一颗编号为V723 Mon 的红巨星相互围绕运行。通过对V723Mon 的亮度和光谱的分析,科学家发现有一个看不见的天体在拖拽着这颗红巨星,强大的引力将之扭曲成了水滴的形状,由此这个被命名为“独角兽”的黑洞才被发现。
“独角兽”黑洞是质量最小的恒星级黑洞,它的体积非常小,其直径不大于10 千米,但红巨星V723 Mon 的体积是非常大的,比太阳的体积大数亿甚至数十亿倍。但是,红巨星却毫无还手之力,如果将红巨星换成地球,又会发生什么事呢?换句话说,即使是最小的黑洞出现在地球附近,地球也会被瞬间吞噬。
不只是吞噬地球,黑洞有许多“手段”对付地球:通过引力作用改变地球的轨道,甚至将地球扯成一根“面条”——由于地球各个部分与黑洞中心距离不同,受到的引力大小不同,这个不均匀的力量会将地球“搓圆揉扁”,剧烈的地质作用将吞掉所有地球生物;而如果黑洞处于刚刚能对地球起作用的位置,那么它就可以一口口慢慢“吃掉”地球……
好消息是,宇宙这么大,这一灾难的发生概率非常低,即使发生,所需要的时间也漫长得难以想象。比如,2022 年发现的那颗流浪黑洞,即使它全速朝地球直线前进,也需要数千万年的时间。到那时,地球乃至人类会变成什么样子,谁知道呢?
(摘自《大科技·科学之谜》2024 年2 月A 刊,宫可可图)