黑洞是什么?在多数人的心中,黑洞就是一个在宇宙中静止不动的引力陷阱,一旦物体不小心进入它的引力范围,就会一点一点被吸入其中。

这样的黑洞是一个不带电、不旋转,永远处于绝对静止的状态,但这样的黑洞只存在于理论之中,它被称为“史瓦西黑洞”,而在真实的宇宙中,黑洞却不可能是这个样子的,因为宇宙中并没有绝对静止的物体,而宇宙中的天体更是没有一个不在自转。宇宙中有不自转的恒星吗?没有,既然没有不自转的恒星,又怎么会有不自转的黑洞呢?要知道,黑洞就是由恒星演化而来的。

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当大质量的恒星生命耗尽,它会在自身引力的作用下向中心急剧坍缩,原本半径达到百万公里的恒星,会变为一个半径只有几十公里的黑洞。

在宇宙中,有一个不可撼动的铁律,就是角动量守恒,恒星变为黑洞之后,体积大幅缩小了,但角动量却不变,所以原本恒星的自转速度在变为黑洞后,会大幅加快。会快到何种程度呢?这不难计算,它会接近光速,所以现实中的黑洞是一个以接近光速旋转的引力旋涡。

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从广义相对论中可知,引力的本质是一种几何效应,它会扭曲周围的时空。

那一个高速旋转的引力核心会对周围的时空产生怎样的影响呢?它不再限于扭曲时空,而是会拖拽时空。你可以将时空想象为一碗粘稠的糊状物,当某个物体在这碗糊状物的中心高速旋转时,整碗糊状物都会随之转动起来。这就是数学家罗伊·克尔对于真实黑洞的描述,而他所描述的黑洞就被称为“克尔黑洞”。克尔黑洞可不仅仅是一个数学上的解,而是被证实的真相。

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既然高速旋转的黑洞可以拖拽周围的时空,那么其它旋转的天体自然也可以,比如我们所在的地球。

所以要验证克尔的描述,从地球入手就是最为方便的。当然,地球的质量要比黑洞小太多了,自转的速度也要比黑洞慢太多了,所以即便它对周围的时空具有拖拽效应,也很不明显,所以要验证这一点就需要一套极为精密的测量仪器。2004年,美国国家航天局发射了一颗名为“引力探测器B”的卫星,这颗卫星上搭载了四个由熔凝石英和硅制造而成的陀螺仪,这四个陀螺仪被精心打磨成了现阶段人类能够制造出的最光滑的球体。

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在太空中,这四个陀螺仪的自转轴被精确对准了一颗十分遥远的恒星,以此作为绝对静止的参照物。

一年之后,这四个陀螺仪的自转轴果然发生了极其微小的进动,虽然其偏转的角度只有一度的36万分之一,但足以证明地球的自转对时空产生了拖拽作用。既然地球这样一颗小质量慢速行星都能产生可测量的拖拽效应,黑洞对周围时空的拖拽就更不用质疑了。

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那么到底什么是时空拖拽呢?

在被拖拽的时空中,物体是无法静止不动的,即便一艘飞船沿着被拖拽方向进行反向运动,也不可能使自己悬停在原地,因为被拖拽的并不是飞船,而是空间本身。针对克尔黑洞,英国物理学家彭罗斯提出过一个大胆的设想,就是把克尔黑洞当作一个巨大的能量电池,从中窃取能量。虽然人类现在还无法做到,但这似乎是一个可行的方法,以接近光速运行的克尔黑洞拥有巨大的能量,如果能够从中窃取能量,那将是一个便捷的终极能量获取方式。