為什么說人類走不出銀河系

黃大榮

我在《太陽神祭》里說，人類走不出銀河系。為什么呢？

銀河系有2000億到4000億顆恒星，但是，有多少黑洞呢？有上億個黑洞。

什么是黑洞？

黑洞是現代廣義相對論中，存在于宇宙空間中的一種天體。黑洞的引力極其強大，使得視界內的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體”。

黑洞，首先是理論上推測、預言到的。

1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西通過理論計算，得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解。這個解表明，如果一個靜態球對稱星體實際半徑小于一個定值，其周圍會產生奇異的現象，即存在一個界面——“視界”，一旦進入這個界面，即使光也無法逃脫。這個定值稱作史瓦西半徑，這種不可思議的天體，被美國物理學家約翰·惠勒命名為黑洞。

黑洞無法直接觀測。但可以借由它周邊的物體被吸入之前，因黑洞引力帶來的加速度導致的摩擦而放出X射線和γ射線的“邊緣訊息”，間接地獲取黑洞存在的訊息。

北京時間2019年4月10日21時，人類首張黑洞照片面世，該黑洞位于室女座一個巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬光年，質量約為太陽的65億倍。北京時間2021年3月24日晚10點，偏振光下M87超大質量黑洞圖像公開。

盡管我們現在對黑洞的認識還有限，但是我們知道，那是個空間曲率巨大、質量密度巨大、引力巨強的“死亡之地”，附近的恒星和光，也會最終掉進去，消失得無影無蹤。

如果要星際旅行穿越銀河系，就必須找到每一個黑洞的位置，畫出旅行的安全路徑。這能辦到嗎？

看看第一張黑洞照片是怎么得到的。

我們銀河系中心的黑洞，射手座A*，它需要比哈勃望遠鏡強1000倍的望遠鏡，才能獲得足夠的分辨率看到它。名為EventHorizonTelescope（事件視界望遠鏡）的國際組織試圖解決這個問題，它創造了將世界各地望遠鏡組成系統的聯測法，模擬出一個與整個地球大小相當的虛擬望遠鏡。2017年4月，天文學家調動了位于世界各地的9個天文臺聯合行動，使用干涉測量法，將收集毫米級波長的射電信號，經過超級計算機處理，才獲得并不是傳統意義上的照片，而是“無線電之光”成像的照片。兩年后，照片公布于世，大體上為世人呈現了黑洞的“事件視界”——光不能逃脫的范圍。

距離地球最近的銀河系恒星，半人馬座α星（αCen）即比鄰星，也有4.3光年。根據愛因斯坦的質能方程E=mc2，宇宙飛船哪怕做得很小，重量很輕，要想實現星際航行，必須給它加速到盡可能接近光速，這樣一來，飛船所需要的能量是不可估量的。

飛船要飛出太陽系，就要擺脫太陽系的引力束縛，至少需要第三宇宙速度16.7公里/秒。而穿越銀河系，就要擺脫銀河系的引力束縛，可惜，這個逃逸銀河系的第四宇宙速度，還不能確切知道。因為我們不知道銀河系的準確質量。

科學家們將在《天體物理學雜志》詳細公布他們的最新研究成果。以前曾估算，銀河系的質量大約在太陽質量的7500億倍到2萬億倍之間。現在，科學家建立了更為精確的模型，算出銀河系的質量應該是太陽質量的1萬億倍左右。銀河系質量是由數千億恒星、氣體、塵埃和神秘暗物質組成的。精確的數值，無法確定。

由此可見，劉慈欣的《三體》《流浪地球》，美國大片《星際穿越》等等，都只是科幻。太陽系的半徑約為60億千米，以光速飛出，大約需要6小時左右。太陽的位置在離銀河系中心2/3的地方，以光速飛出銀河系大概需要2314800000年左右。人類最快的速度，以火箭為例，目前最快火箭可達7.9千米/秒，飛出地月系都要13小時左右，更何況是太陽系和銀河系，肯定是想都不要想的天文數字了。

所以，不僅是人類走出銀河系不可能，就連能不能走出太陽系，也是大問題。我在另一篇文章里說，人類還是老老實實在地球上待著吧。我們地球人現在面臨的麻煩事夠多了，還是守護好人類自己的這個唯一的家園吧。至少是在銀河系，沒有可供生命存在的類地行星，更沒有什么外星人。移民火星的夢，就讓馬斯克去做吧。我認為他的夢也是個天方夜譚。

（作者系本刊特約撰稿人）

責編：王曉靜