黑洞的怪脾氣

如果一個(gè)天體質(zhì)量足夠大、體積足夠小，那么它的引力大得就會(huì)連光都逃不出去。這種天體就是黑洞。黑洞這一概念剛提出來(lái)時(shí)曾被人們稱做癡人說(shuō)夢(mèng)，但科學(xué)家的研究日益證明了這種天體的確存在。一些科學(xué)家還因研究黑洞而出了名，其中最有名的一位要算英國(guó)科學(xué)家霍金了。

霍金的黑洞理論概括起來(lái)就是一句話：黑洞不黑！與先前主流觀點(diǎn)不同，霍金認(rèn)為黑洞并不像人們認(rèn)為的那樣是完全黑暗，也就是對(duì)任何射線（包括光線，即可見(jiàn)光，也是一種射線）只吞不吐。他認(rèn)為黑洞也會(huì)向外發(fā)射x射線、γ射線等輻射。這種輻射被命名為“霍金輻射”。

近年來(lái)，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了黑洞許多新的怪脾氣。英國(guó)科學(xué)家對(duì)由巨大黑洞和小型黑洞發(fā)出的x射線輻射進(jìn)行了比較研究后發(fā)現(xiàn)，盡管黑洞的大小各異、質(zhì)量也相差甚遠(yuǎn)，但在吸收周圍氣體，同時(shí)放射出x射線的過(guò)程中，卻有著相同的規(guī)律，如同快慢不同但演唱音調(diào)相同的“同一首歌”。這一發(fā)現(xiàn)可幫助天文學(xué)家對(duì)黑洞的“歌唱曲調(diào)”進(jìn)行分析并推算黑洞的質(zhì)量等特性。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)黑洞的另一個(gè)怪脾氣是“消化不良”。劍橋大學(xué)天文科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，引力強(qiáng)大無(wú)比的黑洞，可能并非擁有所假設(shè)的吞噬一切的“胃口”?？茖W(xué)家通過(guò)模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果“喂”給黑洞的物質(zhì)過(guò)多過(guò)快，先被黑洞吞下的部分還會(huì)不斷地被吐出來(lái)，最終使得只有很小一部分物質(zhì)真正進(jìn)入黑洞。

在我們的生活中，兩個(gè)脾氣古怪的人相遇往往會(huì)發(fā)生激烈爭(zhēng)吵，如果兩個(gè)怪脾氣的黑洞相遇會(huì)出現(xiàn)什么情景呢？科學(xué)家最近借助功能強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，首次模擬出了兩個(gè)大小不一的黑洞劇烈碰撞的過(guò)程。他們發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)黑洞碰撞后會(huì)形成新黑洞，并釋放出極大的能量。分別為15個(gè)和10個(gè)太陽(yáng)那么重的兩個(gè)黑洞相撞時(shí)，釋放出的能量將比太陽(yáng)過(guò)去50億年來(lái)產(chǎn)生的能量總和還要多出數(shù)千倍！

上述兩個(gè)黑洞相遇的過(guò)程是在計(jì)算機(jī)上模擬出來(lái)的，現(xiàn)實(shí)中天文學(xué)家觀測(cè)到這種現(xiàn)象了嗎？美國(guó)和意大利的科學(xué)衛(wèi)星，探測(cè)到的一次極強(qiáng)大的γ射線爆發(fā)有可能是兩個(gè)黑洞相遇后的結(jié)果。這次爆發(fā)在數(shù)十秒鐘之內(nèi)釋放出的能量可能相當(dāng)于一萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)在50億年里釋放能量的總和。這次爆發(fā)被認(rèn)為是發(fā)生在距地球幾十億光年的宇宙深處，其亮度比以前發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)爆發(fā)還要高10倍，用現(xiàn)有理論無(wú)法解釋。因此科學(xué)家認(rèn)為，這次爆發(fā)用兩個(gè)黑洞相遇解釋比較合理。

說(shuō)完了黑洞的怪脾氣，

我們?cè)賮?lái)看看宇宙中究竟存在著多少個(gè)黑洞？原先人們認(rèn)為宇宙中黑洞并不多，但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在宇宙尺度上（宇宙尺度也就是宇宙的空間范圍，目前天文觀測(cè)范圍已經(jīng)擴(kuò)展到200億光年的廣闊空間），黑洞幾乎“無(wú)處不在”，僅在我們生活的銀河系就有不少。日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在24個(gè)黑洞，其質(zhì)量分別相當(dāng)于太陽(yáng)的3200倍到125萬(wàn)倍不等。

不過(guò)，盡管黑洞很多，但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)黑洞的個(gè)頭卻呈現(xiàn)出兩個(gè)極端，大的很大，小的很小，缺乏中間過(guò)渡層次。大的就是超巨黑洞，一般存在于星系的中心，質(zhì)量達(dá)到太陽(yáng)的數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)十億倍。小的黑洞的質(zhì)量與太陽(yáng)基本處于一個(gè)重量級(jí)，據(jù)認(rèn)為是相當(dāng)于10倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星在發(fā)生超新星爆發(fā)后形成。

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