那里有很多可供生命使用的能量。

保羅M·舒特是紐約州立大學(xué)石溪分校和扁鋼研究所的一名天體物理學(xué)家，他同時(shí)也是問(wèn)詢太空和宇航員（Ask a Spaceman and Space）電臺(tái)的主播，還是《你在宇宙中的位置（Your Place in the Universe）》一書(shū)的作者。這篇文章是舒特在太空網(wǎng)（Space）的專家之聲欄目，評(píng)論和見(jiàn)解版面的投稿。

我們習(xí)慣于在像圍繞太陽(yáng)這樣的恒星運(yùn)行的有水的星球上，找尋生命可能的家園。然而一份新的研究報(bào)告發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的生命的潛在棲息地：一顆巖石行星，正繞著一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量黑洞的視界線邊緣運(yùn)行。

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黑洞周圍的奇異力量能夠使行星的變得恰好的暖，但這個(gè)情況也帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題：行星必須以接近光速的速度進(jìn)行公轉(zhuǎn)。

人類棲息地

我們不知道生命在我們的宇宙中所有可能出現(xiàn)的地方，因?yàn)榈侥壳盀橹?，我們只擁有一個(gè)案例：我們自身。雖然科學(xué)家（和科幻作家）喜歡思考各種各樣的奇異的生命組合和多種生命存在形式的可能性，用以認(rèn)真研究外星智慧。然而我們研究生命可能性最好的辦法，是以我們自己的狀況為模板，尋找與我們?cè)诘厍蛏习l(fā)現(xiàn)的沒(méi)有太大不同的生命。

由此，我們可以得出兩個(gè)極其寬松的要求。第一，像我們這樣的生命需要液態(tài)水。水是宇宙中最常見(jiàn)的分子，由氫（宇宙中含量最豐富的元素）和氧（太陽(yáng)等恒星內(nèi)部聚變反應(yīng)的副產(chǎn)物，因此也十分常見(jiàn)）組成。但是太空中的水通常要么蒸發(fā)成等離子體（因此對(duì)生命體十分有害），要么像冰一樣被固定在固態(tài)、冰凍的狀態(tài)（也對(duì)生命體不太好）。

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液體物質(zhì)相比之下更難獲得。它需要一個(gè)不至于太熱的熱源，可以使水剛好只是蒸發(fā)。我們目前僅在兩種地方找到了這種完美的平衡：所謂的恒星“宜居區(qū)”--- 一個(gè)輻射輸出地正好的軌道帶；以及埋在太陽(yáng)系外行星某些衛(wèi)星的冰殼下面的地方 --- 潮汐加熱在那里產(chǎn)生了生命必要的能量。

然而只有溫度是不夠的。生命是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它會(huì)用能量做一些有趣的事情（比如四處移動(dòng)、進(jìn)食和繁殖）。所有這些過(guò)程都會(huì)完全有效地利用所有的能量，所以會(huì)產(chǎn)生廢熱。這些廢熱必須被安全地排放到遠(yuǎn)離生物環(huán)境的地方；否則，星球最終會(huì)陷入溫室效應(yīng)的噩夢(mèng)，它的氣溫會(huì)上升到無(wú)法被控制的水平，然后殺死任何剛誕生的生命。

在地球上，我們把廢熱以紅外輻射的形式排放到太空本身的真空環(huán)境中。這種對(duì)比，在一個(gè)能源來(lái)源和一個(gè)放置所有廢物的地方之間，使生命能夠在我們的地球母親上繁衍生息，同時(shí)可以假想可能還有其他具有類似結(jié)構(gòu)設(shè)置的行星。

溫暖的怪物

乍一瞥之下，黑洞似乎是最不歡迎任何潛在生命形式生存的地方。畢竟，它們是由純引力構(gòu)成的物體，會(huì)把所有離它們視界線太近的物體都拉進(jìn)去，使它們永遠(yuǎn)無(wú)法與宇宙中其他部分再接觸。所有的物質(zhì)，包括光，都無(wú)法逃脫它們的引力。

黑洞本身不會(huì)發(fā)光——畢竟它們是黑色的——但它那無(wú)法逃避的引力可以帶來(lái)一個(gè)在整個(gè)宇宙中獨(dú)一無(wú)二的，獨(dú)屬于黑洞的驚喜。

滲透到宇宙的東西被稱為宇宙微波背景輻射（CMB）。宇宙微波背景輻射是從宇宙剛產(chǎn)生，只有38萬(wàn)年歷史時(shí)，遺留下來(lái)的輻射。到目前為止，它是整個(gè)宇宙中最大的輻射源，各種數(shù)量級(jí)的黑洞可輕易淹沒(méi)所有的恒星和星系。你看不到它的原因是由于它的主要波長(zhǎng)是在電磁頻譜的微波區(qū)（也因此得名）。

換句話說(shuō)，宇宙微波背景輻射是冰冷的，它的溫度僅比絕對(duì)零度高3度左右。

然而當(dāng)宇宙微波背景輻射光落入黑洞時(shí)，它就會(huì)發(fā)生藍(lán)移，從極端引力中撞向越來(lái)越高的能量級(jí)。就在它到達(dá)視界之前，宇宙微波背景輻射出的光波因?yàn)楂@得了足夠多的能量，因此它可以轉(zhuǎn)換成紅外、可見(jiàn)光甚至紫外光譜。

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換句話說(shuō)，在黑洞附近，宇宙微波背景輻射不再是冷的了，它的溫度變得非常非常的高。

更重要的是，如果黑洞正在旋轉(zhuǎn)，它能夠?qū)⒐饩€聚焦成一個(gè)細(xì)小的光束，使宇宙微波背景輻射看起來(lái)像是天空中的一個(gè)點(diǎn)，有點(diǎn)像太陽(yáng)。

金發(fā)姑娘

因此，如果你能夠足夠接近黑洞，你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己異常溫暖；而如果你是一顆行星，你可能正好發(fā)現(xiàn)你的冰轉(zhuǎn)化成了液態(tài)水海洋——即一個(gè)潛在的生命家園。

但要使生命茁壯成長(zhǎng)，它還需要一個(gè)熱池，這個(gè)熱池可以很便捷地由黑洞本身提供。在靠近黑洞的地方，引力扭曲擴(kuò)大了視界的外觀，使它膨脹得比你憑空想象的要大得多。

在離黑洞足夠近的地方（比如說(shuō)，在不到1%半徑距離的視界線上方），熾熱的宇宙微波背景輻射會(huì)收縮到只夠填滿一個(gè)小的可視圓面，同時(shí)視界線會(huì)膨脹到可以覆蓋40%的天空。如果你的行星正在旋轉(zhuǎn)，那么你們就有了一個(gè)“太陽(yáng)”和一個(gè)“夜晚”——生命運(yùn)轉(zhuǎn)于是就有了它所需要的一切。

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但是這個(gè)半徑長(zhǎng)度上的軌道通常是非常不穩(wěn)定的，很容易一路陷落到可怕的黑暗之中。近期，一組科研人員在《天體物理學(xué)雜志》（The Astrophysical Journal）上發(fā)表了一篇分析文章，探討在會(huì)不會(huì)有方法可以幫助穩(wěn)定這種情形

他們的確找到了一個(gè)辦法讓這種情形成為可行的。如果一個(gè)黑洞很大，其質(zhì)量至少是太陽(yáng)的1.6x108倍，并且正在快速地旋轉(zhuǎn)，那么它就會(huì)擁有一個(gè)剛好在視界線上方的“可居住區(qū)”，在那里宇宙微波背景輻射光波會(huì)在光譜的紫外線部分達(dá)到峰值——熱，但并不會(huì)過(guò)分的熱。但凡再近一點(diǎn)行星就會(huì)被極端的引力摧毀；但凡再遠(yuǎn)一點(diǎn)，宇宙微波背景輻射就會(huì)太冷。但是在那個(gè)狹窄的環(huán)里，一切就恰到好處。

雖然這種情形是可能的，但它不會(huì)很好看。這顆行星必須以接近光速的速度繞軌道旋轉(zhuǎn)，經(jīng)歷數(shù)千倍的時(shí)間膨脹——這意味著在那個(gè)星球上，時(shí)間會(huì)飛速地流逝。而又有誰(shuí)會(huì)知道能不能有一顆行星會(huì)在黑洞附近找到自己的方向的同時(shí)，存活下來(lái)。

盡管如此，這項(xiàng)工作表明，當(dāng)涉及到生命的潛在家園這一問(wèn)題時(shí)，我們必須保持思路的開(kāi)放，要把宇宙中一些最可怕的環(huán)境也納入考慮范圍。

BY: Paul M.Sutter

FY: 墨貓

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