神奇的宇宙黑洞

什么是宇宙黑洞

“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個(gè)“大黑窟窿”，其實(shí)不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場(chǎng)是如此之強(qiáng)，就連光也不能逃脫出來(lái)。說(shuō)它“黑”，是指它就像宇宙中的無(wú)底洞，任何物質(zhì)一旦掉進(jìn)去，“似乎”就再不能逃出。

黑洞的形成

那么，黑洞是怎樣形成的呢？其實(shí)，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來(lái)的。當(dāng)一顆恒星衰老時(shí)，它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料(氫)，由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒(méi)有足夠的力量

來(lái)承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開(kāi)始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

質(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星，質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽(yáng)的質(zhì)量。如果超過(guò)了這個(gè)值，那么將再?zèng)]有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發(fā)另一次大坍縮。

物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍，直至成為一個(gè)體積趨于零、密度趨向無(wú)限大的“點(diǎn)”。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度(史瓦西半徑)，巨大的引力就使得即使光也無(wú)法向外射出——“黑洞”誕生了。

黑洞具有“隱身術(shù)”

黑洞具有“隱身術(shù)”，人們無(wú)法直接觀察到它，連科學(xué)家都只能對(duì)它內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出各種猜想。那么，黑洞是怎么把自己隱藏起來(lái)的呢？答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線傳播的。這是一個(gè)最基本的常識(shí)?？墒歉鶕?jù)廣義相對(duì)論，空間會(huì)在引力場(chǎng)作用下彎曲。這時(shí)候，光雖然仍然沿任意兩點(diǎn)間的最短距離傳播，但走的已經(jīng)不是直線，而是曲線。形象地講，好像光本來(lái)是要走直線的，只不過(guò)強(qiáng)大的引力把它拉得偏離了原來(lái)的方向。

人造黑洞

人造黑洞的設(shè)想由威廉·昂魯教授提出，他認(rèn)為聲波在流體中的表現(xiàn)與光在黑洞中的表現(xiàn)非常相似，如果使流體的速度超過(guò)音速，那么事實(shí)上就已經(jīng)在該流體中建立了一個(gè)人造黑洞現(xiàn)象。俄羅斯科學(xué)家預(yù)言：黑洞不僅可以在實(shí)驗(yàn)室中制造出來(lái)，而且50年后，具有巨大能量的“黑洞炸彈”將使如今人類談虎色變的“原子彈”也相形見(jiàn)絀。

黑洞炸彈

俄羅斯科學(xué)家亞力克山大·特羅菲蒙科認(rèn)為，能吞噬萬(wàn)物的真正宇宙黑洞也完全可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)室“制造出來(lái)”：一個(gè)原子核大小的黑洞，它的能量將超過(guò)一家核工廠。如果人類有一天真的制造出黑洞炸彈，那么一顆黑洞炸彈爆炸后產(chǎn)生的能量，將相當(dāng)于數(shù)顆原子彈同時(shí)爆炸。

最小的黑洞

最小的黑洞僅是太陽(yáng)質(zhì)量的3.8倍，其直徑為24公里，僅比紐約曼哈頓島大一些。盡管這個(gè)被稱為“XTEJ1650-500”的黑洞算是小個(gè)頭，但它卻是極具破壞性的“引擎”。

最大的黑洞

迄今發(fā)現(xiàn)宇宙中最大黑洞的質(zhì)量是太陽(yáng)的180億倍，是此前紀(jì)錄保持者的6倍，它的質(zhì)量相當(dāng)于一顆小型星系。該類星體距離地球35億光年。

距離地球最近的黑洞

科學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)的31歲“嬰兒黑洞”是超新星SN1979C的殘骸物質(zhì)，該超新星大約距離地球5000萬(wàn)光年。美國(guó)哈佛——史密森天體物理學(xué)研究中心的丹尼爾·帕特諾德(DanielPatnaude)說(shuō)：“如果我們的解釋是正確的，這將是迄今為止觀測(cè)到的距離地球最近的新生黑洞！”

“黑洞”無(wú)疑是本世紀(jì)最具有挑戰(zhàn)性、也最讓人激動(dòng)的天文學(xué)說(shuō)之一。許多科學(xué)家正在為揭開(kāi)它的神秘面紗而辛勤工作著，新的理論也不斷地提出。不過(guò)，這些當(dāng)代天體物理學(xué)的最新成果不是在這里三言兩語(yǔ)能說(shuō)清楚的。有興趣的同學(xué)不妨做進(jìn)一步的探究。

（青云聽(tīng)濤 輯）