浩瀚的宇宙高深莫测,无奇不有,其中最神秘的天体莫过于黑洞。这种“怪物”比森林中的老虎更凶猛,不管是什么东西,一旦进入它的势力范围,都会被吞吃掉,连骨头也不吐出来。而且它还穿上了隐身衣,谁也看不见它,即使你用强光照射,用雷达探测,仍然找不到它的踪迹。这种“怪兽”就是爱因斯坦广义相对论预言的一种奇特天体。 黑洞为什么会有如此神奇的魔力呢?这需要从引力谈起。我们都知道,即使是世界跳高冠军,也不可能一蹦就跳到月球上去,其原因是地球有强大的引力。这种万有引力存在于宇宙中任何两个物体之间,引力的强弱取决于两个物体各自的质量,也取决于两个物体之间的距离。物体的质量愈大,引力就愈大。地球质量有60万亿亿吨,地球半径为6371公里,所以有很强的引力。人类想飞出地球,必须使宇宙飞船达到每秒11.2公里以上的速度。而太阳的引力更大,如果想从太阳表面发射宇宙飞船,飞船的速度至少要达到每秒618公里,才能挣脱太阳的引力,飞向另一颗恒星。万有引力随距离缩小而明显增强。假如太阳不断地收缩,其半径便会不断地缩小,而物质密度却不断增大。如果太阳的半径从现在的70万公里收缩到3公里,太阳就变成一颗超高密的天体。虽然其质量不变,仍为两千亿亿亿吨,但其半径距离却缩小了20多万倍,此时每秒30万公里的光线也无法从太阳表面射出,这样太阳就变成了一个黑洞。 也许有些读者担心,如果太阳变成了黑洞,人类不是很危险了吗?实际上不必担心。科学研究表明,太阳是不会变成黑洞的,只有3倍以上太阳质量的恒星在晚年消耗掉内部的核燃料后,才会在自身的强大引力作用下坍缩,变成恒星级的黑洞。 如果将宇宙空间想象成一张平铺的悬空的大纸,具有弹性且不易破,其四角用线拉住,那么任何放在上面的物体都会使之产生凹痕,物体愈重,凹痕就愈深。如果一个物体重量不变,体积越小,凹痕越深。假如将地球放在上面,那只有浅浅的凹痕。太阳会比地球的凹痕稍深一些。像黑洞这样既小又重的超高密天体就会带来极深极深的凹洞。 宇宙中不仅有几个太阳质量的恒星级黑洞,还有更大的黑洞。我们知道地球与其他行星在绕太阳公转,而太阳又带着九大行星在银河系公转。整个银河系有着1000多亿颗恒星,它们是太阳的“兄弟姐妹”,天文学家推测在银河系的中心有一个大黑洞,质量为300万个太阳质量。这个大黑洞还不算宇宙中的巨洞。我们知道,在银河系以外还有上千亿个银河系的“兄弟姐妹”,它们被称为星系,在其他星系中还会有巨大的黑洞。 除了巨型黑洞外,还有微型黑洞。人们常说明察秋毫,秋天动物新生的细毛已经是十分细小了,其实微型黑洞比起秋毫还要小得多,它只有一万亿分之一毫米,相当于最小的氢原子中的原子核大小,连电子显微镜也无法找到,然而它却比一座大山还重。当代世界级物理大师霍金在微型黑洞的研究中做出了重大的贡献。 看来,宇宙实在是太神奇了,已超过神话中的一些想象。像《西游记》中孙悟空的“金箍棒”这样一根小棍子怎么可能有上万斤重呢?而宇宙中这种物质却真的存在,而且还要重得多。 捕捉“怪兽”―――黑洞 连光线也没本事从黑洞中逃出来,那么天文学家怎么在茫茫的太空中去“捕捉”这种身穿隐身衣的“怪兽”呢?天文学家想出一个巧妙的办法,那就是在黑洞“伸出黑手”去捕捉和吞食其他星星时,从黑洞四周的“蛛丝马迹”中抓住这双黑手,从而“捕捉住”这种“怪兽”。 这有点像暴雨后洪水泛滥,淹没了田野街道,人们已难以直接看到哪里有危险的深穴,却可以从湍急的旋涡和冲入旋涡的流水声响来进行判断。 1994年,美国天文学家用哈勃望远镜对准了名为M87的星系,在这个星系中心发现一个盘状物质,其旋转速度高达每小时160万公里,盘中心的范围相当小,从盘的旋转速度可以推算出中心的引力和质量,其质量高达30亿颗太阳的质量。在如此小的范围内有这样大的质量,惟一的解释只能是黑洞。进一步的研究表明,这个宇宙“巨兽”已吞食了20亿颗相当于太阳质量的恒星。 今年对黑洞的搜寻和研究已达到高潮。今年夏天,美国得克萨斯州的天文学家宣称,他们已发现了8个新的巨型黑洞,使人类已知的黑洞数目增至33个。 天文学家还对黑洞的形成时间展开了争论,以往不少天文学家主张先有黑洞,然后在它的强大引力下,吸引越来越多的恒星和其他宇宙物质围绕它旋转,才形成星系,所以黑洞曾被称为星系的缔造者。而哈勃空间望远镜新的观测图像表明,黑洞和星系可能是同时形成的。其后,黑洞不断吞食星系中心的恒星与其他宇宙物质,而变成更大的黑洞,这有点像森林中的小老虎靠吞食其他小动物而长成大老虎一样。 首次发现中型黑洞 今年9月,天文学家对黑洞的搜寻又取得了新的突破。美国的科学家借助于去年发射的“钱德拉”X射线探测卫星,在名为M82的星系中发现了一个质量相当于500个太阳的中型黑洞,这样大的新型黑洞还是首次发现。过去人类发现的黑洞不是很小,就是异常大。 美国哈佛―史密森天体物理中心的天文学家安德烈娅·普雷斯维奇指出,“钱德拉”X射线探测卫星是在离M82星系600光年远的“极明亮”天体处发现这个新型天体的。
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