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第178章 黑洞三（第1页）

中子星也可能拥有吸积盘，其產生的效应与黑洞吸积盘类似。此外，中子星还可能发生磁星爆发——这是一种短暂的能量爆发，爆发时中子星的亮度会突然增至太阳的100万倍以上。有记录的最强磁星爆发，亮度甚至达到了太阳的100万亿倍，不过持续时间仅为几分之一秒。

新形成的中子星亮度也异常高，通常是太阳的数千倍。但在形成后的10万年內，中子星会通过中微子辐射迅速冷却。冷却之后，其表面温度会稳定在普通恆星的10至20倍。这意味著，中子星单位表面积释放的光能量是普通恆星的10至16万倍，但由於中子星的表面积仅为太阳的数十亿分之一，其总亮度反而比最暗的红矮星还要低——儘管靠近中子星仍极具危险性。

因此，中子星可以说是最不適宜生命生存的天体之一，但对於先进文明而言，它仍具有利用价值，这点与黑洞类似。

中子星与黑洞组成的双星系统，比双黑洞系统更为常见，但它们同样不適合生命生存。在两颗黑洞周围生存是极具挑战性的，其光照条件与单黑洞系统类似，但围绕两颗黑洞运行的行星，可能会经歷非常有趣且不规则的环境变化。

这类双星系统的真正价值，在於黑洞提供的引力助推潜力。通过引力弹弓效应（无论是自然发生的，还是藉助奥尔特效应，甚至是黑洞自转產生的参考系拖曳效应），黑洞能为宇宙飞船提供巨大的速度提升。对於旨在以高速穿越银河系的文明而言，黑洞的这一特性具有不可估量的价值。

通过在银河系中多个黑洞之间进行引力弹弓，宇宙飞船既能加速到相对论速度，也能从相对论速度减速。如果结合先进的飞船推进技术，这种的效果会更好。例如，一艘反物质动力飞船，若能藉助黑洞（甚至中子星）的引力，可能会成为不依赖大型能量束（如雷射帆推进所需的雷射束）的情况下，速度最快的自主推进太空飞行器。

当然，这种引力机动在中子星和白矮星周围也能实现，只是效果不如在黑洞周围显著——因为黑洞密度更高，默认释放的辐射也更强。当你能够儘可能靠近一个极深的引力井时，这种机动的效果最佳。

白矮星的体积比黑洞和中子星大得多，亮度也更高。如果有两个天体相互靠近，这种机动的效果会更好——因为你可以多次近距离飞越天体，每次都能获得速度提升。

先进文明可以通过精確控制物质落入黑洞的过程，將黑洞的亮度调节到所需水平。他们甚至可能在黑洞周围建造一个由钨製成的球形外壳，並將外壳放置在太空飞行器可安全接近的距离处。吸积盘会被包裹在外壳內部，而外壳的温度会被控制在略低於钨的熔点——其亮度介於红矮星和橙矮星之间。

此外，还可以在外壳的特定区域使用碘化钠和碘化銫等材料，从而增加蓝光和绿光的输出。儘管名字中带有“矮星”，但这些人工建造的“恆星”本质上是白光光源，只是略微带有一些顏色偏向。实际上，当我们拧开普通的白炽灯时，其光谱分布与最暗、最红的白矮星相似。

通过精妙的工程设计，人们有可能在黑洞周围建造一个能发光的巨型结构，同时为太空飞行器提供安全的航道，使其能够在靠近黑洞的同时，避开吸积盘的强辐射。例如，可以设计巨大的旋转椭圆环，並在环上覆盖辐射板。当结构旋转时，辐射板会在朝向黑洞的一侧收起，以避免长时间暴露在高温下而损坏或熔化；当旋转到远离黑洞的一侧时，辐射板再展开散热。

接下来我们探討第五种场景：一颗中等质量黑洞，周围有一颗行星围绕其运行。这种场景是完全有可能实现的。儘管中等质量黑洞较为罕见，但它们最可能形成於大型星团的中心。事实上，球状星团或矮星系的中心存在中等质量黑洞的可能性，或许与螺旋星系中心存在超大质量黑洞的可能性相当。

在这种场景下，难题不在於如何获得一颗行星，而在於如何维持行星轨道的稳定，並避免行星受到过多辐射。中等质量黑洞所在的环境中，恆星分布极为密集——在我们银河系中，通常一个区域只有一颗恆星，而在这类环境中，同一个区域可能会有数百甚至数千颗恆星。此外，这类环境从不缺乏可供黑洞吸积的物质。

对我而言，这才是真正的“黑太阳”场景：一颗中等质量黑洞周围环绕著大量长寿的红矮星，这些红矮星能提供充足但不过量的光，使附近的行星不至於受到过量辐射。这类黑洞总会有某种形式的吸积盘，而对於质量处於中等质量上限的黑洞，其事件视界的直径可达60万公里——与一颗恆星的大小相当。

黑洞极强的引力会使光线发生显著弯曲，因此即便在白天，附近的行星也能观测到黑洞——即便吸积盘並不明显。

一颗被逐出星团的黑洞，若周围带有一小群伴星，也可能形成一个非常稳定的太阳系。一颗在远处围绕黑洞运行的行星，可以从这些小型、暗淡的伴星那里获得足够的光和热来维持生命，同时还能看到天空中巨大的“黑太阳”。

此外，这些遥远的小型伴星所释放的太阳风，也可能对行星的环境起到积极作用。这个星团本身也可能是一个独立的天体系统，甚至可能被逐出其所在的星系——它或许是某个古老矮星系的核心残骸，而这个矮星系后来与一个更大的星系合併了。

第六种场景是超大质量黑洞周围有一颗行星围绕其运行。这种场景与中等质量黑洞的场景类似，只是超大质量黑洞的形成需要在早期宇宙中通过超爱丁顿吸积过程实现——这意味著它们曾经无比明亮，常以类星体的形式被观测到。

超大质量黑洞通常被恆星高度密集的区域环绕，在这样的环境中，生命自然形成的可能性极低——除非生命存在於某些被辐射加热的小行星或矮行星內部。

然而，与其他类型的黑洞一样，超大质量黑洞也是文明建立据点的理想选址。

在结束这篇內容之前，我还有一个关於“黑太阳”下生命的有趣想法：或许宇宙中最早出现生命的行星，其“朝阳”正是一颗黑洞。

要理解这一点，我们需要记住两个关键事实：

第一，在第一代恆星死亡之前，宇宙中只存在氢和氦这两种元素，以及极少量的鋰——这些元素根本不足以形成岩石行星，更不用说孕育生命了。

第二，宇宙中最早死亡的恆星，几乎必然是那些最终会形成黑洞的大质量恆星。这些恆星很可能形成於大型星团中，而这些星团后来会成为原星系的中心。在这些星团中，会產生大量大质量恆星，它们通过恆星风和超新星爆发將重元素拋射到宇宙中。

此外，在恆星密集的星团中，恆星或恆星残骸被逐出星团的概率很高。我们完全可以想像，早期的某个黑洞在被逐出星团时，携带了大量气体和新形成的重元素——这些物质正是形成行星的原料。

无论是单独运行，还是处於双星系统中，在这类黑洞周围，都可能罕见地形成稳定的宜居行星。当然，这类行星的宜居状態可能无法持续足够长的时间，让智慧生命演化出来——因为其环境本身不够稳定。但即便如此，宇宙中最早演化出眼睛、能够观测“日出”的生命，看到的“太阳”有可能就是一颗正在升起的“黑太阳”。