物理学家们如今可以史无前例地直观表述黑洞相互碰撞时其中到底发生了什么。而个中方法，就是按照加州理工学院理论物理学家基普·索恩提出的，借助通过观察“合二为一”的天体现象发生时其周围时空的“风暴形态”来进行构建。

　　论及黑洞与时空之间的联系，必然要说到爱因斯坦在1915年提出的广义相对论。该理论描述了重力是如何影响宇宙本身以及黑洞等质量非常大的物体的。按照这一理论，质量巨大的物体能够像相扑选手压在柔软的垫子上那样让宇宙弯曲，并强迫周围的物体全部向自己靠近。而事实上，重力正是通过这种方式扭曲了空间的结构，甚至时间亦不能幸免。

　　据基普·索恩的描述，人类对宇宙的理解就好比“我们只见过风和日丽下的平静洋面，却从未见过疾风暴雨中的大海，也从没见过遮天的巨浪与冲天的水龙卷风，当然，也从未对宇宙‘风暴形态’中扭曲的时空有过任何深入的了解。”

　　因此在索恩看来，现在的研究者已经能够很好地分析处理一个安静旋转的黑洞所发出的力量，也可以模拟黑洞彼此发生碰撞合并，以便对其产生的引力波形态进行探索。但是“现在不能够做到的，是深入、细致地看一看这种合并行为本身。”他说。

　　而若要按照该研究理论去直观地观察一次黑洞的合并过程，研究者将会用到一新一旧两个概念：涡线和Tendex线（Tendex作为一个被发明出来的词，此前它并不存在）。康奈尔大学的天文学博士后研究员罗伯特·欧文解释道，涡线代表了时空中的扭曲力量，如果我们被抛入了涡线，身体会像一块湿抹布一样被拧干；而Tendex线可描述引力场的延长效应，代表了拉伸或者挤压的力量。

　　如今，借助超级计算机，研究者们能够模拟出黑洞合并过程中可能会产生的涡线与Tendex线。索恩认为，合并过程的不同会造成迥异的两线模式。比如迎头相撞的两个黑洞会迸射出甜甜圈形状的涡线，而螺旋相碰的情形则会产生一个截然不同的结果。依据这一判断，科学家们现能够在模拟合并后形成的新黑洞上，看到生成围绕黑洞波动的涡线。其“有点像银河系中的旋臂或者从旋转摆动的喷头中喷出的水流一般。”索恩形容说。

　　研究人员亦认为，他们的研究能够帮助天文学家们破解宇宙中的各种重力信号，进而将创造、发出这些信号的宇宙事件重建，同时也会为有关黑洞、引力和宇宙学的研究开辟一条新路。

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未来到火星探测可能得防核辐射

火星上可能发生过惊天核爆炸

火星上遍布的砾石可能是爆炸的产物

火星上的冰盖可能是核爆炸之后水汽冷凝而成

火星上的一些大坑可能是核爆炸的发生地

距今1.8亿年前，火星上一声巨响，巨大的蘑菇云冲向天空，前所未有的核爆炸发生了。冲击波、热浪和核辐射席卷整个星球，摧毁了火星表面的所有生物。烟消云散之后，曾经生机勃勃的火星表面变成了一片巨大的荒漠。上述情节并非是科幻影片中的场景，而是俄罗斯太空轨道技术公司的研究人员约翰-布兰登伯格提出的火星核爆炸假说中的场景。

核爆炸改变火星地貌

布兰登伯格表示，火星上可能发生过的核爆炸完全改变了火星的地貌。火星现在是一个干旱的星球，这是因为在巨大核爆炸发生时，所有的水域在瞬间被蒸发，蒸汽被冲击波带出火星大气层，逸散在太空中。火星的大气层也为此变得稀薄。核爆炸的数万年之后，火星慢慢冰冷下来，一些尚未逸散的少量水汽则聚集在高纬度地球，并慢慢在火星的极地冷凝成为冰盖。

火星探测器拍摄的照片显示，在火星的荒凉沙漠表面，密布着大大小小的石块。传统的理论认为，这些石块是风蚀的结果。布兰登伯格表示，这些石块的分布十分密集，而且大小不一，形状很不规则，不像是自然条件下形成的，很像是爆炸的产物。在火星天然核爆炸发生时，一些巨大的岩石和山体也被冲击波撞成碎块，四处分散，造成了如今砾石遍布的火星景观。

核爆炸还改变了火星的颜色。火星原本不是一个红色的星球，而也像地球一样是一个多彩的星球。而核爆炸将这些色彩都摧毁了，核爆炸产生的放射性物质分散到火星各地，至今还没有衰减完毕，依然有不少高强度射线发出。正是这些高强度的辐射，令从地球上观测到的火星呈现红色的面貌。而在传统的理论中，科学家认为火星的红色源自于火星土壤中高浓度的铁元素。

火星核爆炸是天然发生的

布兰登伯格说，自己的火星核爆炸假说可能是错的，但是并非无稽之谈，因为已经有不少科学探测的证据可以支持他的假说。火星的伽马射线地图显示，火星上有几处巨大的红点，显示出那里可能有异乎寻常的辐射。那不可能是一种普通的辐射源，可能是1.8亿年前核爆炸残骸的聚集地。根据探测结果，这些残骸不是普通的放射性物质，而是铀、钍、钚等高辐射性核物质。

我们知道，在地球上要发生核爆炸，需要提炼出高浓度的铀、钚等核物质。火星上那场巨大的核爆炸究竟是如何发生的呢？难道火星上也曾进化出可以制造核武器的智慧生物？布兰登伯格认为，火星上的那场核爆炸可能不是由武器引起的，而是自然发生的核爆炸。火星地壳深处可能埋藏着一些高浓度的铀、钍、钚等核物质，它们因地震、火山爆发等原因而相互撞击发生爆炸。

根据布兰登伯格的假说，这起自然发生的摧毁火星表面所有生物的核爆炸威力惊人，相当于100万枚百万吨级氢弹。这次核爆炸发生的地点是火星北部的阿西达里亚海，至今那里还能探测到高强度的核辐射。布兰登伯格认为核爆炸可能不是一次，而是一次核爆炸发生后，产生了大量的中子穿透地壳，引发了火星地壳中的其他核物质，在极短的时间内发生了多次核爆炸。不过，若是那时有人在火星上空观测，就像是发生了一次核爆炸似的。火星上有许多直径几十公里的大坑（也就是环形山），传统的理论认为它们是陨石撞击形成的，而布兰登伯格认为部分大坑可能也是核爆炸的发生地。

地球也可能发生天然核爆炸

布兰登伯格的更加惊人之语是，所有星球都可能发生天然核爆炸，地球可能在今后某个时期也可能发生。在地球深处的某个角落，可能存在着高浓度的核物质，在条件合适的时候它们就会被引爆，引发巨大的全球性灾难。随着地质科学和核科学的发展，若是科学家能够找到这些高浓度的天然核物质，不但可以避免灾难的发生，而且可以变害为宝，利用这些核物质为人类发电。

美国航空航天局火星计划的科学督导大卫-比迪表示，布兰登伯格的理论十分新颖有趣而且大胆，不过并非异想天开的谬论，因为毕竟他有一定的事实依据。若是要验证这个假说，就得规划探测器前往火星阿西达里亚海探索的任务。在以后的载人火星探测完成之后，这个假说是否正确就很好判断了。不过，这也为载人火星探测提了个醒，在宁可信其有、不可信其无的原则下，上火星一定要做好防核辐射的准备。

相关讯息：迷你宇宙大爆炸不能形成"时空旅行"

宇宙大爆炸的迷你模拟实验是在实验室桌面上进行的

腾讯科技讯（悠悠/编译）据国外媒体报道，日前，科学家最新研究显示，在实验室建立的“玩具版”宇宙大爆炸根本不可能实现时空旅行。

在这项最新研究中，美国马里兰大学伊戈尔·斯莫尔雅尼诺维（Igor Smolyaninov）和黄于居（音译）在不同方式下使用可弯曲光线的高级材料模拟宇宙诞生。该超材料装置显示“时间流向（arrow of time）”不能自身弯曲已发生的事件。

斯莫尔雅尼诺维称，迄今为止，时空旅行并不可能发生在现实生活中，并且一种新型材料也无法将时空穿梭转化为现实。

定位时空和空间的新型超材料

宇宙大爆炸模拟实验是非常微小的，仅有20微米直径。是交替状基于金和塑料条建造，然后拼凑组成超材料，这是一种可操纵光线的物质。近几年来，研究人员使用超材料实现了“科幻装置”，比如：隐形斗篷和超级透镜，可使科学家能够“看到”比可见光波长更小的物质结构。

同时，超材料的面世也吸引了科学家的兴趣，他们近期使用这种奇特物质制造出人造黑洞和多元宇宙模拟器。据斯莫尔雅尼诺维和黄于居称，超材料能够“合理地”代表我们的宇宙，尤其是137亿年前宇宙大爆炸时期的状态。

由于超材料可弯曲光线的独特方式，该方式下描绘的穿越时空的微粒类似于光子和叫做“等离振子”的量子运动，等离振子是由穿过物质的自由电子波形成的。斯莫尔雅尼诺维指出，这种类型的物质，其运动方式非常类似于闵可夫斯基空间微粒的运动方式。物理学家经常使用这种时空理论模型来研究宇宙。

超材料设备可作为四维宇宙空间模型，穿过超材料平面的水平方向运动大约类似于穿过太空三维的运动，而垂直运动则代表穿过时间。

宇宙过于混乱难以实现时间颠覆

在这项实验中，科学家使用一个绿色激光束激发超材料形成类似宇宙大爆炸的事件，该激光束导致金原子产生等离振子爆。

等离振子从一个端点向外辐射，科学家认为这些从一个端点向外辐射的物质粒子是在宇宙大爆炸之后发生的。科学家发现辐射等离振子的路径随着其进一步移动变得更加散漫，这与热力学第二定律相符，该状态随着时光推移变得更加混乱无序。

科学家指出，这种混乱无序程度处于熵系统范围，因此另一种方法可以标识热力学第二定律——伴随着时间的流逝，宇宙中的熵值倾向于逐渐增强。

在“玩具模型”状态下，时间旅行等同于等离振子完成一次圆圈运动，其沿着之前完全相同的传播路径运行。然而一旦等离振子偏离该路径，将使等离振子的圆圈运行方式终止。这项研究结果表明宇宙中的微粒可能无法逆向时间移动。

斯莫尔雅尼诺维承认这项实验并不完美，他说：“我并不确定这项研究对现实生活的实用性有多大。”

玩具版宇宙大爆炸过于简单化

美国加利福尼亚州大学宇宙学家安德里亚斯·阿布雷希斯（Andreas Albrecht）猜测，这种超物质可以非常精确地代表宇宙早期状态。

他说：“闵可夫斯基空间理论指出空间是没有物质，但在宇宙中充满了物质，因此我们知道真实的宇宙并非遵循着闵可夫斯基空间理论。”他称研究小组的宇宙大爆炸模拟实验是非常“酷”的，但他并不认为这项实验能告诉物理学家已知的宇宙任何观测数据或者有效的宇宙理论等式和计算机模拟模型。

阿布雷希斯称，我们能通过正常计算机建立更好的宇宙模型，因此我们并不认为该物质能够直观地提供洞悉宇宙的信息。

美国亚利桑那州大学理论物理学家劳伦斯·克劳斯（Lawrence Krauss）也对迷你宇宙大爆炸实验产生了置疑，声称这项宇宙大爆炸实验过于简单化。