打开想象，吞噬一切的黑洞边，会有生命存在吗？

保罗M·舒特是纽约州立大学石溪分校和扁钢研究所的一名天体物理学家，他同时也是问询太空和宇航员（Ask a Spaceman and Space）电台的主播，还是《你在宇宙中的位置（Your Place in the Universe）》一书的作者。这篇文章是舒特在太空网（Space）的专家之声栏目，评论和见解版面的投稿。

我们习惯于在像围绕太阳这样的恒星运行的有水的星球上，找寻生命可能的家园。然而一份新的研究报告发现了一个新的生命的潜在栖息地：一颗岩石行星，正绕着一个快速旋转的超大质量黑洞的视界线边缘运行。

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黑洞周围的奇异力量能够使行星的变得恰好的暖，但这个情况也带来了一个问题：行星必须以接近光速的速度进行公转。

人类栖息地

我们不知道生命在我们的宇宙中所有可能出现的地方，因为到目前为止，我们只拥有一个案例：我们自身。虽然科学家（和科幻作家）喜欢思考各种各样的奇异的生命组合和多种生命存在形式的可能性，用以认真研究外星智慧。然而我们研究生命可能性最好的办法，是以我们自己的状况为模板，寻找与我们在地球上发现的没有太大不同的生命。

由此，我们可以得出两个极其宽松的要求。第一，像我们这样的生命需要液态水。水是宇宙中最常见的分子，由氢（宇宙中含量最丰富的元素）和氧（太阳等恒星内部聚变反应的副产物，因此也十分常见）组成。但是太空中的水通常要么蒸发成等离子体（因此对生命体十分有害），要么像冰一样被固定在固态、冰冻的状态（也对生命体不太好）。

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液体物质相比之下更难获得。它需要一个不至于太热的热源，可以使水刚好只是蒸发。我们目前仅在两种地方找到了这种完美的平衡：所谓的恒星“宜居区”--- 一个辐射输出地正好的轨道带；以及埋在太阳系外行星某些卫星的冰壳下面的地方 --- 潮汐加热在那里产生了生命必要的能量。

然而只有温度是不够的。生命是一个复杂的过程，它会用能量做一些有趣的事情（比如四处移动、进食和繁殖）。所有这些过程都会完全有效地利用所有的能量，所以会产生废热。这些废热必须被安全地排放到远离生物环境的地方；否则，星球最终会陷入温室效应的噩梦，它的气温会上升到无法被控制的水平，然后杀死任何刚诞生的生命。

在地球上，我们把废热以红外辐射的形式排放到太空本身的真空环境中。这种对比，在一个能源来源和一个放置所有废物的地方之间，使生命能够在我们的地球母亲上繁衍生息，同时可以假想可能还有其他具有类似结构设置的行星。

温暖的怪物

乍一瞥之下，黑洞似乎是最不欢迎任何潜在生命形式生存的地方。毕竟，它们是由纯引力构成的物体，会把所有离它们视界线太近的物体都拉进去，使它们永远无法与宇宙中其他部分再接触。所有的物质，包括光，都无法逃脱它们的引力。

黑洞本身不会发光——毕竟它们是黑色的——但它那无法逃避的引力可以带来一个在整个宇宙中独一无二的，独属于黑洞的惊喜。

渗透到宇宙的东西被称为宇宙微波背景辐射（CMB）。宇宙微波背景辐射是从宇宙刚产生，只有38万年历史时，遗留下来的辐射。到目前为止，它是整个宇宙中最大的辐射源，各种数量级的黑洞可轻易淹没所有的恒星和星系。你看不到它的原因是由于它的主要波长是在电磁频谱的微波区（也因此得名）。

换句话说，宇宙微波背景辐射是冰冷的，它的温度仅比绝对零度高3度左右。

然而当宇宙微波背景辐射光落入黑洞时，它就会发生蓝移，从极端引力中撞向越来越高的能量级。就在它到达视界之前，宇宙微波背景辐射出的光波因为获得了足够多的能量，因此它可以转换成红外、可见光甚至紫外光谱。

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换句话说，在黑洞附近，宇宙微波背景辐射不再是冷的了，它的温度变得非常非常的高。

更重要的是，如果黑洞正在旋转，它能够将光线聚焦成一个细小的光束，使宇宙微波背景辐射看起来像是天空中的一个点，有点像太阳。

金发姑娘

因此，如果你能够足够接近黑洞，你会发现自己异常温暖；而如果你是一颗行星，你可能正好发现你的冰转化成了液态水海洋——即一个潜在的生命家园。

但要使生命茁壮成长，它还需要一个热池，这个热池可以很便捷地由黑洞本身提供。在靠近黑洞的地方，引力扭曲扩大了视界的外观，使它膨胀得比你凭空想象的要大得多。

在离黑洞足够近的地方（比如说，在不到1%半径距离的视界线上方），炽热的宇宙微波背景辐射会收缩到只够填满一个小的可视圆面，同时视界线会膨胀到可以覆盖40%的天空。如果你的行星正在旋转，那么你们就有了一个“太阳”和一个“夜晚”——生命运转于是就有了它所需要的一切。

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但是这个半径长度上的轨道通常是非常不稳定的，很容易一路陷落到可怕的黑暗之中。近期，一组科研人员在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上发表了一篇分析文章，探讨在会不会有方法可以帮助稳定这种情形

他们的确找到了一个办法让这种情形成为可行的。如果一个黑洞很大，其质量至少是太阳的1.6x108倍，并且正在快速地旋转，那么它就会拥有一个刚好在视界线上方的“可居住区”，在那里宇宙微波背景辐射光波会在光谱的紫外线部分达到峰值——热，但并不会过分的热。但凡再近一点行星就会被极端的引力摧毁；但凡再远一点，宇宙微波背景辐射就会太冷。但是在那个狭窄的环里，一切就恰到好处。

虽然这种情形是可能的，但它不会很好看。这颗行星必须以接近光速的速度绕轨道旋转，经历数千倍的时间膨胀——这意味着在那个星球上，时间会飞速地流逝。而又有谁会知道能不能有一颗行星会在黑洞附近找到自己的方向的同时，存活下来。

尽管如此，这项工作表明，当涉及到生命的潜在家园这一问题时，我们必须保持思路的开放，要把宇宙中一些最可怕的环境也纳入考虑范围。