宇宙黑洞解密

關(guān)于黑洞，老早就有人提出了。1798年，法國(guó)科學(xué)家拉普拉斯就根據(jù)牛頓的力學(xué)理論推測(cè)：“一個(gè)像地球、直徑為太陽(yáng)250倍的發(fā)光恒星，在其引力的作用下，將不允許它的任何光線到達(dá)我們這里。”

我們先從宇宙飛船說(shuō)起。宇宙飛船要飛出地球進(jìn)入行星際空間，至少得有11.2千米/秒的速度才能擺脫地球引力。11.2千米，秒的速度，就是一個(gè)物體從地球引力場(chǎng)中逃出去必須具備的最低速度，人們管它叫地球的逃逸速度。太陽(yáng)的引力比地球的強(qiáng)多了，太陽(yáng)的逃逸速度理所當(dāng)然比地球的大得多，得618千米，秒。如果一個(gè)天體的逃逸速度達(dá)到或者超過(guò)了光速，那么連光也沒本事逃得出去。這樣的天體就是黑洞，就是拉普拉斯說(shuō)的那個(gè)天體。

曾經(jīng)有人問(wèn)了這樣一個(gè)問(wèn)題：如果用一盞威力巨大的探照燈往黑洞里照，能不能看到底？估計(jì)不行。射向黑洞的光不管有多強(qiáng)，都會(huì)被黑洞全部吃掉，不會(huì)有一點(diǎn)反射，洞里依然是黑的。

如今，科學(xué)家對(duì)黑洞的認(rèn)識(shí)也更加深入了?，F(xiàn)在的說(shuō)法是，黑洞是愛因斯坦在20世紀(jì)初期創(chuàng)立的引力理論——廣義相對(duì)論——所預(yù)言的一種特殊天體?？床灰姷暮诙春涂吹靡姷挠钪嬷g有個(gè)界限，人們叫它視界。天文學(xué)家猜測(cè)。正在收縮的恒星還會(huì)繼續(xù)收縮，直至收縮到無(wú)限小和無(wú)限密的點(diǎn)為止。那個(gè)點(diǎn)叫奇點(diǎn)。

黑洞可說(shuō)是一個(gè)與世隔絕的世界，被黑洞吸進(jìn)去的物質(zhì)會(huì)以光速墜向黑洞中心，這時(shí)除了質(zhì)量、角動(dòng)量和電荷會(huì)被吸收成黑洞的整體屬性外，其他的像半徑、密度、溫度、化學(xué)成分、磁場(chǎng)等等全被黑洞吞沒了。天文學(xué)上管這個(gè)性質(zhì)叫“無(wú)毛地理”。

如果物體的密度固定不變，把越來(lái)越多的東西堆積在一起，這堆物質(zhì)的引力會(huì)隨著質(zhì)量的增大而越來(lái)越強(qiáng)，到頭來(lái)，它的引力總會(huì)強(qiáng)到連光線都逃逸不出去的程度。

還有一種情況，是美國(guó)物理學(xué)家奧本海默和斯奈德首先想到的：如果恒星的質(zhì)量不變，并讓它們不斷收縮，那么恒星的密度會(huì)越來(lái)越大，這樣它的引力場(chǎng)也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。所以只要一直收縮，它遲早會(huì)變成一個(gè)連光都逃不出去的黑洞。他們根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，分析了恒星在自身的引力作用下坍縮的過(guò)程，于1939年提出了比較準(zhǔn)確的黑洞理論。

科學(xué)家認(rèn)為，宇宙中有三種黑洞：恒星級(jí)黑洞、星系級(jí)黑洞和原生黑洞。

有些恒星真的很大，比太陽(yáng)要大幾十倍。它們的一生輝煌而短暫，只能活幾千萬(wàn)年。當(dāng)這樣的一顆恒星消亡。也就是超新星爆發(fā)之后，它龐大的身軀在引力的作用下收縮，宇宙中沒有任何力量能阻止這個(gè)龐然大物垂死掙扎的壓力。恒星越變?cè)叫。s越來(lái)越大。最終恒星收縮到很微小的時(shí)候。它的引力使任何東西都無(wú)法逃逸，這時(shí)它就成黑洞了。

在星系的中心部分，恒星非常密集，星體之間容易發(fā)生大規(guī)模的碰撞和合并，結(jié)果形成一些質(zhì)量極其巨大的天體。這種超大質(zhì)量的天體坍縮后，可以成為質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)1億倍的黑洞。

黑洞是宇宙中最自私的，因?yàn)樗贿M(jìn)不出，可是現(xiàn)在卻發(fā)現(xiàn)，黑洞也會(huì)釋放一些物質(zhì)。

根據(jù)大爆炸宇宙學(xué)的理論，造成宇宙膨脹的那次大爆炸具有異常巨大的力量，它把一些物質(zhì)擠壓得極其緊密，這樣就形成原生黑洞。原生黑洞都很小，通常只有一個(gè)基本粒子那么大，可是質(zhì)量卻跟一顆小行星差不多。

1976年，霍金提出黑洞說(shuō)法的新理論，認(rèn)為真空并不是一無(wú)所有，而是存在數(shù)量相等的正、反粒子對(duì)，它們之和雖然為零，但它們的存在和起伏會(huì)影響物理過(guò)程。物質(zhì)和反物質(zhì)在經(jīng)過(guò)黑洞附近時(shí)，可能一個(gè)掉入黑洞，同時(shí)將另一個(gè)排除出黑洞，這意味著黑洞能產(chǎn)生和發(fā)射一些粒子。

在這個(gè)過(guò)程中，黑洞也因慢慢地輻射能量而逐漸蒸發(fā)掉。蒸發(fā)的速度隨著黑洞變小而加快，最后爆炸。