黑洞科幻史：时空旅行的起源

北京时间4月10日21点，全球多国科研人员合作的“事件视界望远镜”项目（英语：Event Horizon Telescope, EHT）公开了人类历史上第一张证明黑洞存在的照片。

（▲M87星系中心的超大质量黑洞“M87*”。EHT）

这张照片公布后不久，有关黑洞的介绍瞬间覆盖了所有的信息页面。

黑洞的概念介绍、黑洞的研究发展史、这次事件视界是如何拍摄黑洞照片、黑洞照片的意义……宛如一场盛大的科普会，将这个充满未知感的词语一下子投掷进了人们的生活。

不过，相比之下，科幻作品中的“黑洞”一词或许比其本身的天体物理概念更加为人熟悉：是《星际穿越》中置身于房屋书架后面的扭曲时间的五维时空；也是《三体》里，使跳进自己创造的黑洞的科学家处于生和死的状态中的那团“黑暗深处那团幽幽蓝光”……

那么，黑洞首次出现在科幻小说中是什么时候？

根据史蒂芬·霍金《十问》，第一个在科学文献中提出到今天被我们称之为“黑洞”的概念人是约翰·米歇尔。

1783年，他在伦敦皇家学会哲学汇刊上将这个存在称为“暗星”（dark stars），指那些可以通过引力拖曳回即将逃逸的光粒子、其本身质量比太阳大得多的恒星。当然，在那个时候还没有详细确凿的科学证据表明这些物体确实存在，并且米歇尔关于“由重力减速的粒子构成的光”的假设，从根本上是不准确的。

在20世纪早期，随着爱因斯坦有关“质量如何扭曲时空”的广义相对论的提出，科学界出现了一种以米歇尔推测的“暗星”为科学基础的声音，进一步探讨恒星坍塌和“暗星”的问题。

与此同时，“暗星”（黑洞）这个概念开始逐渐出现在科幻作品中。

在《科幻小说与科学事实》（Science Fiction and Science Fact）中有一个黑洞的条目，根据它提到的一些早期故事，预示黑洞存在的作品大致可以追溯到《太空云雀》（the Skylark of Space,1928），这也是公认的最早的星际旅行小说之一。

在这篇小说中，作者Edward E描写了一个燃尽了所有燃料、质量巨大以至于光无法从中逃脱的恒星“dead sun”，但是对于这颗恒星的具体特征，作品并没有详细地展开叙述。

黑洞科幻特征的出现

随后，在Frank K. Kelly的《星舰无敌》（Starship Invincible，1935)、Nathan Schachner的《负空间》（Negative Space，1938）这两部作品中，也可以看见一些模糊的构想：黑洞是一个巨型正电子所创造，能够吞噬所有物质的洞。

在Harry Walton的《绝对向下！》（Below—Absolute!1938）中，黑洞被描述成一个恒星倒塌时产生的坑。而在物理文献中，关于一颗巨大恒星塌缩时，可能达到施瓦兹奇尔德半径大小（即我们现在说的是黑洞形成的点，黑洞活动视界的位置）的猜测是在1939年提出的。同时，即使发表于1938年，这部作品还基于广义相对论，预测了黑洞的许多特征：

在这个故事中，一些流星矿工发现了宇宙中存在的一些“非空间的绝对真空”的黑暗，一个虚无形成的黑暗的峡谷，吞噬了星体的完美的圆盘——他们称之为“坑”。而后不久，这些流星矿工就收到了来自另一个宇宙中存在的实体生命的精神通信：他们处在的“其他空间”正是通过这些黑色的深坑，连接到另一个宇宙空间。因此，“深坑”被这些实体生命称之为“通道”。

（▲黑洞可视化 Jean-Pierre Luminet’s 1979 ）

二十世纪末的发展

1967年，约翰·惠勒提出了“黑洞”这个术语，它取代了早先的名字，很快就广为流行。

然而，随着研究的推进，物理学界普遍开始认为这样由崩溃的物质形成的黑洞可能会有一种不可避免的奇点。所以实际上应该不存在通过一个连接到白洞内部或是黑洞内部的任何路径。

但尽管如此，黑洞的无限引力仍然激发着许多科幻小说作者对其关于前往其他维度和宇宙的猜测。《科幻小说和科学事实》中说：

这种假设导致了对“虫洞”（连接两个时空的时空隧道）的基本思想的进一步阐述：一个连接黑洞和互补的“白洞”的时空隧道，它可以作为一种比光速更快的运输机制或一种手段。 John Gribbin的《白洞：宇宙中的宇宙掠夺者》（1977）和阿德里安·贝瑞的《铁太阳：通过黑洞穿越宇宙》（1977）的创作普及了这一概念。

在二十世纪的最后几十年里，虫洞成为最时尚的星际旅行模式，而黑洞比起吞噬的功能，更多地被描写成一个时空旅行的入口，特别是在Paul Preuss《 天堂之门》(Heaven's Gate,1980)、Robert J. Sawyer《星丛》(Starplex,1996)和Iain M. Banks等小说中。

它也可以作为时间门户，如：Stephen Baxter的《类时无限》（Timelike Infinity,1992）和《引力天井》（The Gravity Mine,2000）。

（▲《星际穿越》中的黑洞视觉图）

诚如阿西莫夫所说：“科幻小说预测的只是似乎合乎常理的科学发现，他可以说是科学家的温床。”“科幻反映了人类对科技文明的态度。”

以前科幻作品中的原子弹、潜艇、电脑、克隆动物等科技上的预言，现在都已经成为事实；而人造人、星际旅行等目前未能完成的科技研究，必将会指日可待的。

我们可以从黑洞科幻的起源和发展史窥见黑洞研究的开端与推进的侧面，也可以感受到人类对它赋予的幻想和期待。

在第一张黑洞照片问世后，人类将基于这张室女座星系团M87中心的模糊的黑红色光圈，继续对黑洞的研究，面对着广袤无垠的浩然宇宙，揭示出更多有关这类天体的本质，和宏伟太空的秘密。

参考资料：

1. Origin of black hole time-travel and alternate universe tropes in sci-fi? Science fiction&fantasy

(https://scifi.stackexchange.com/questions/96926/origin-of-black-hole-time-travel-and-alternate-universe-tropes-in-sci-fi)

2. All you need to know about the history of black holes

(https://www.sciencenews.org/article/history-black-holes-science-news)

▼

本文为北大新媒体原创，转载请注明出处