黑洞提供了大量的能源，可能为生命提供立足点。但是美国国家航空航天局的一位科学家已经确定，不管你在电影中看到什么，附近的宜居条件是非常不可能的。
《星际穿越》对科幻迷来说有着特殊的意义。这部电影的执行制片人和科学顾问是基普·索恩(Kip Thorne)，他是一位诺贝尔奖得主，也是一位物理学家。索恩发誓说，影片中没有任何东西会违反物理学定律，任何疯狂的猜测都源于科学。
电影的前提是地球变得不适合居住，人类必须找到其他地方居住。幸运的是，天文学家们在土星附近发现了一个虫洞，它就像一个隧道一样穿过时空，到达一个遥远的超大质量黑洞，这个黑洞被称为巨型黑洞。
众多行星绕着Gargantuan运行（Gargantuan是2014年上映的电影《星际穿越》中那颗巨型黑洞的名字）。因此，NASA派出了数个小组去分别调查这些行星，希望能找到一颗适合居住的行星。
关于这部电影的科学准确性、对黑洞的描述等等，已经有很多人写过了，其中大部分都是溢美之词。物理学家加来道雄(Michio Kaku)说，这是评判未来科幻电影的黄金标准。
但是有一个问题还有待解决，那就是一个适合居住的行星是否有可能围绕一个超大质量黑洞运行？今天，我们得到了答案，这要感谢NASA戈达德太空飞行中心的杰里米·施尼特曼。
施尼特曼计算出在一个靠近超大质量黑洞的行星上是否存在适合生命的条件。结论令人惊讶。
第一次的一些背景知识。长期以来，天体生物学家一直在争论类地生命存在的必要条件。人们普遍认为，液态水的存在是最基本的条件之一，这就对可居住行星的温度设定了具体的限制。
施尼特曼的方法是，在一个环绕黑洞运行的行星上，什么样的能源可以产生这样的温度。这种能源必须与地球的完全不同。
地球的大气温度是对来自太阳的能量和地球外散能量平衡的结果，这是一种复杂的关系，催生了自成一体的气候科学学科。
然而，如果没有太阳，射入的光就会消失，随之消失的将是地球上几乎所有生命的能量。施尼特曼说：“如果没有持续的热量流动，海洋可能在几天内就会结冰。”
但事实证明，对于一个围绕超大质量黑洞运行的行星来说，还有许多其他的能源。最明显的是，超大质量黑洞根本不是黑色的。施尼特曼说：“我们对黑洞的了解大多来自于观察气体吸积到黑洞上时产生的电磁辐射。所以用一个不断膨胀的黑洞取代太阳，也许不会让地球生命终结。”
但是超大质量黑洞并不仅仅是明亮的，而且它们是宇宙中最持久的辐射源，尤其是在紫外线辐射达到峰值的区域，它们被落入黑洞的热吸积盘所包围。
这样一个星系盘的条件太极端，不足以支持液态水，但施尼特曼表示，如果把黑洞的吸积率想象成观测值的极小一部分，就能让它们更舒适。
结果是，任何在超大质量黑洞附近运行的行星都会在热气云中运行。在电影中，行星在黑洞视界外的轨道上运行，施尼特曼计算出它们将被6000度的黑体辐射场包围。几乎不适合生命。
在更远的地方，气体会更冷。如果要达到室温，行星的轨道距离则必须是黑洞引力半径的100倍。
所以从这方面上看，液态水在这样的星球上是可能存在的。生命是否会进化还很难说。施尼特曼说：“所有已知的生命形式都需要能量梯度才能生存，所以无处不在的黑体辐射背景可能对复杂的生命非常不利。”
影片中有一个小问题，即这颗行星的轨道显然超出了吸积盘的范围，施尼特曼表示，吸积盘在动态上是不稳定的。
一个更大的问题是，如果吸积率较低，星系盘的密度也会较低，使辐射更困难。如果没有辐射，吸积盘的温度会超过液态水的温度。所以在这个论点的核心有一个悖论，最终使其失效。
然而，并不是所有的都无效了。还有另一种能量来源是宇宙微波背景，即大爆炸的回声。天文学家已经测量了这种辐射，它的温度只有2.7 K（星际空间温度），几乎不足以维持液态水。
但这就是相对论魔力发挥作用的地方。正如在电影中显而易见的那样，时间对行星表面的观察者来说变慢了，这就产生了蓝移影响，使它变得更热。行星离黑洞越近，这种效应就越大。
施尼特曼计算出，如果一颗行星的轨道刚好在引力半径之外，那么它就会受到来自宇宙微波背景的足够热量，从而达到这个目的。这就像是在0.2天文单位的距离上绕着一颗白矮星旋转，这将为液态水提供足够的能量，但也会使行星沐浴在危险水平的紫外线中。
然后是来自其他恒星的光。在地球上，夜空之所以是黑暗的，是因为我们处在银河系中一个相对稀疏的臂部。但超大质量黑洞通常位于星系中心，那里的恒星密度明显更高。因此，对于一颗围绕银河系中心的超大质量黑洞运行的行星来说，夜空的亮度将是地球的10万倍。
这将提供一个重要的背景紫外线和x射线。施尼特曼想象了一个足够先进的文明，可以建造一种“反向戴森球”来反映这种能量。他满怀希望地说：“这将使我们能够更接近超大质量黑洞的宿主，即使是在无法抵抗的背景紫外线或x射线辐射的情况下。”
然而，即使有了这样一个防护盾，自然界无声杀手的幽灵仍然存在：中微子。中微子与物质的相互作用不强。但当它们数量巨大时，就会产生重大影响。
一些科学家认为，地球上的大灭绝事件是由附近超新星的巨大中微子爆发引起的。一个超大质量的黑洞所产生的物质足以在任何星球上产生毁灭性影响。
然而，中微子可能导致地热加热。施尼特曼说：“与来自这种蓝移电磁辐射的有害紫外线或x射线不同，中微子对行星核心的加热可能会导致大量的生命形式，就像在地球深海喷口附近发现的那样。”
随着讲起其他悲观的理由，他的乐观感觉很快就消失了。在黑洞附近，引力波会产生持续的破坏性振动。而暗物质，则提供了一个丰富的末日画卷。
施尼特曼很谨慎，没有完全排除适合居住的行星可能围绕一个超大质量黑洞运行的可能性，至少没有明确地排除这种可能性。
但其中隐含的信息很清楚——那里没有热情好客的邻居。如果宇宙中有任何适合人类居住的行星，那很可能是离超大质量黑洞最远的地方。
星际迷们，请知晓！
参考文献：
arxiv.org/abs/1910.00940 : Life on Miller’s Planet: The Habitable Zone Around Supermassive Black Holes
