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生命的存在 黑洞的恩惠
位於銀河系中心那隻吞噬萬物的野獸，或許能用來解釋地球之所以存在並適宜生命的原因。
我們生存在宇宙這一方微小角落的時間是非常短暫的，大自然完全無視於我們的需求，在廣闊無垠的時空尺度上揮灑其偉大的作為。或許我們唯一能寥以慰藉的，就是我們擁有對於居住地點提出質疑並尋求答案的無窮能力。我們存在的獨特環境，如何與統籌了眾多恆星、星系與黑洞的雄偉宇宙藍圖緊密連結，就是我們現在要問的問題之一。
有許多宇宙現象能影響生命的存在，但有些會比其他的重要一點，擁有獨特本質的黑洞就是其中之一，宇宙中沒有其他物體能比它更有效率地將物質轉變成能量；也只有它能像個極巨大的旋轉電池般，將物質以近乎光速彈射到數萬光年之外。黑洞誘捕周遭物質的能力同樣無與倫比——它們是宇宙裡最強大的終極食客，就像個大胃王似的，它們通常不會細嚼慢嚥，而是狼吞虎嚥地吞食物質。
這應該不會太讓人驚訝吧！當然，你必須要學識淵博才能成為科學家，但學識淵博並不一定能造就一名科學家，要成為科學家的條件是無知。這話聽起來好像有些荒謬，但對科學家來說，事實只是個起點，如同劇作家蕭伯納在某個晚宴上向愛因斯坦舉杯敬酒時諷刺的宣告，在科學範疇裡，每個新發現都會再引出10個新問題。
墜入黑洞的物質並不會默不作聲。在接近事件視界時，它們會以極高的速度運動，若黑洞正在旋轉，它們更會在其周邊跟著超高速旋轉。一旦物質遭遇並撞擊擋在路徑上的任何東西，所釋放出來的巨大動能就可以轉化為原子與次原子粒子的運動，以及電磁輻射。由於這些粒子和光子在到達事件視界前便已產生，它們可以掙脫黑洞的控制，洶湧地奔回宇宙。浴缸裡嘈雜的排水過程可用來粗略比擬這個現象，當液體墜入排水管時，水會猛烈撞擊空氣分子，使得某些旋轉動能轉化成聲波。由於聲波速度比水快，它們可逃離排水孔。在巨型黑洞的狀況裡，這種事件驅趕出的能量會對周遭的星系造成廣泛的效應。
當天文學家談到物質被餵進超大質量黑洞的現象時，他們會說那是個「負載循環」，就像洗衣機的洗衣過程一樣，出現斷斷續續的晃動。黑洞負載循環的速率，代表了它吞食物質和靜止狀態之間往復變動的頻率。位在銀河系中心的超大質量黑洞目前雖然處於靜止狀態，但它也會不時啟動。天文學家推估銀河系中心黑洞的負載循環，恰好與星系的整體特質息息相關。它也對太陽系為何能夠支持生命的存在，提供了引人入勝的線索。
令人詫異的是，天文研究的結果指出巨型黑洞的負載循環與宿主星系多樣的恆星相關。將物質拋入黑洞，啟動其負載循環的動力學程序，也同時影響了居住在星系中的恆星種類；於負載循環高峰期時自閃耀黑洞傾瀉而出的能量，也使得這些恆星的組成更加豐富。這些組成是關於星系系統本質極其重要的線索。星系裡的恆星一般分為紅色、黃色或藍色；藍色的恆星通常質量最大，因此，它們也是最短命的恆星，其核子燃料會在短短的幾百萬年內燃燒殆盡。如果你在夜空中觀測到藍色恆星，代表你正在觀察年輕的恆星系統，與持續進行中的恆星生命徵象。
撰文╱沙爾夫（Caleb Scharf）
翻譯／李沃龍
【欲閱讀更豐富內容，請參閱科學人2012年第127期9月號】
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