穿过黑洞去宇宙逛逛

沈志珍

星际旅行是人类的梦想。然而，即使是距地球最近的恒星半人马座比邻星，距离地球也有4.2光年——这超过了地球和太阳之间距离的20万倍，或者相当于人类乘坐太空船往返月球5 000万次的距离。假如乘坐人类迄今为止最快的星际探测器——美国“旅行者1号”探测器，以每秒17公里的速度离开太阳系，人类要在7.4万年后才能到达比邻星，星际旅行对人类来说无疑是痴人说梦。那么，人类如何才能在有生之年光顾那些距离以光年来计的遥远星球呢？

美国堪萨斯州立大学数学家路易斯·克兰提出了他的星际飞船设计方案——用“人造黑洞”作为星际飞船的动力。20世纪70年代，英国理论物理学家斯蒂芬·霍金就论证出了黑洞并非全黑，当其中的物质转化为亚原子粒子团时，黑洞便会“蒸发”，从而出现“霍金辐射”。“霍金辐射”包含所有种类的亚原子粒子，但最主要的是伽马射线光子。克兰相信，“霍金辐射”将可以成为星际飞船遨游银河系的主要“动力源”。

根据克兰的方案，创造“人造黑洞”须要将庞大的能量聚集到很小的范围内。他建议用一个宽达250公里的太阳能板为一个巨大的伽马射线激光器“充电”。这个庞大的太阳能板运行在距太阳数百万公里远的轨道上，它需要花一年时间来吸收能量，最终在激光的焦点位置将会形成一个黑洞，由此产生的“人造黑洞”将重达数百万吨，但体积却只有一个原子核般大小。科学家接下来要做的事，就是设法将这个“人造黑洞”置入星际飞船后部一面抛物镜面的焦距内。“霍金辐射”产生的伽马射线光子经镜面反射而成的平行光束，将会成为推动飞船前行的不竭动力。

根据科学家的理论，小型黑洞散发出的“霍金辐射”要远远超过恒星质量的大型黑洞。克兰根据黑洞公式推算出，一个重约100万吨的黑洞将会成为星际飞船完美的能源：它既小到可以产生足够的“霍金辐射”来推动太空船，同时它的质量也足以确保其不会在100年内消耗殆尽，100万吨的“人造黑洞”将是一艘黑洞飞船所需动力的最佳平衡点。

根据克兰的推算，100万吨的“人造黑洞”可以使星际飞船的航行速度在几十年时间内接近光速。如果你还嫌这个速度太慢，那么使用更小的“人造黑洞”可以产生更多的“霍金辐射”。对于星际旅行者来说，如果你乘坐“人造黑洞”飞船以接近光速的速度飞行，那么时间将会变慢，你的衰老速度也将远远小于你在地球上的家人和朋友。克兰说：“乘坐这种星际飞船，你完全有可能在有生之年抵达距离地球250万光年远的仙女座星系。”

不过，即使用于“星际旅行”的交通工具问题解决了，人类进行“星际旅行”仍将面临许多问题，譬如，星际飞行宇航员能否在孤独漫长的太空旅行中健康地活上数十年时间？宇航员如何克服食物、空气、水、重力缺乏、太空辐射、太空垃圾甚至心理孤独等一系列严重问题？

据研究了20多年生命支持科学的美国NASA研究专家唐纳德·汉宁格称，地球包含了数十亿立方英里的大气层、数亿立方英里的水、数十亿英亩的农田以及60亿人类，所有这些形成了可供人类生存的完整循环系统，而星际飞船上也必须建有自己的循环系统，让食物、水和氧气都能百分百地循环利用。汉宁格和他的同事一直在进行食物方面的实验，而氧气循环更加不成问题，一种新的高科技设备已经能将二氧化碳从周围空气中分离出来，并随后对其进行化学处理，分解出氧气。星际太空船上水的再生循环也将不成问题，太空中的失重问题则可以通过重力模拟器来解决。

这样看来，遨游宇宙真的不是梦。