神秘的黑洞

彭美仙

黑洞是宇宙中一種非常奇特的天體。它那巨大的引力如饑似渴地不斷吞噬宇宙物質，它的引力是如此之大，以至連宇宙中速度最快的光，也像孫悟空逃脫不了如來佛的手掌心那樣，逃離不了黑洞。而且，它還穿著隱身衣，誰也看不見它，即使你用強光照射，用雷達探測，仍然探尋不到它的蹤跡。科學家們把這種奇異天體比喻為宇宙中的“怪獸”。

其實黑洞并不是洞，不是深不見底的空洞，而是比鐵、比鋁要沉重得多的物質。那么為什么稱之為黑洞呢?黑洞為什么會有如此神奇的魔力呢?這需要從引力談起。我們都知道，即使是世界跳高冠軍，也不可能一蹦就跳到月球上去，其原因是地球有強大的引力。這種萬有引力存在于宇宙中任何的兩個物體之間，引力的強弱取決于兩個物體各自的質量，也取決于兩個物體之間的距離。物體的質量愈大，引力就愈大。地球質量為6×1022噸，其半徑為6371千米，所以有很強的引力，人類想飛出地球，必須使宇宙飛船達到每秒112千米以上的速度。太陽的引力就更大了!如果要想掙脫太陽的引力，飛向另一顆恒星，那么從太陽表面發射宇宙飛船，它的速度至少要每秒618千米。假如太陽不斷地收縮，它的物質密度便不斷增大，其半徑不斷地縮小，萬有引力是隨著距離縮小而明顯增強的。如果太陽從現在的半徑70萬千米收縮到3千米，就會變成一顆超高密的天體，其質量不變，仍為2×1030噸，而半徑(距離)卻縮小了20多萬倍，此時每秒30萬千米的光線也無法從太陽表面射出。這樣，太陽就變成了一個黑洞。由此可見，黑洞只是一個形象化的名詞，表明這種奇異天體就像深邃的“黑洞”一樣，能將任何東西都吸進去。

有的讀者肯定會擔心，如果太陽變成了黑洞這樣的“怪獸”，人類不是很危險了嗎?其實這種擔心是多余的，科學研究表明，太陽是不會變成黑洞的，其原因是質量不夠大。我們說太陽是一顆普通的恒星，或者說恒星是太陽的“兄弟姐妹”，只有3倍以上太陽質量的恒星在其晚年，當內部的核燃料消耗完后，恒星在自身的強大引力作用下坍縮，才會變成恒星級的黑洞。

我們的地球與其他行星在繞太陽公轉，而太陽又帶著九大行星參與銀河系公轉。整個銀河系有著1000多億顆恒星，它們都是太陽的“兄弟姐妹”。天文學家根據在美國夏威夷天文望遠鏡4年的觀測照片推測，在銀河系的中心有一個大黑洞，它的質量為260萬個太陽質量。仰望銀河，這個大黑洞位于星空的何方?離我們有多遠呢?它位于人馬星座的地方，離我們地球有26 000光年的距離(1光年是光以每秒30萬千米在一年里所走的距離)。由于在銀河系中心與地球之間有大量的星際塵埃，所以人們難以用普通望遠鏡看到銀河系中心，只好望河興嘆了。天文學家把我們銀河系中心這個黑洞稱之為微型類星體，它還有一個伴星，天文學家可以根據伴星的軌道計算出黑洞的質量。它的質量通常為太陽的10倍，大質量天體爆炸后產生的黑洞就是這么大。

其實銀河系中心這個大黑洞還算不上宇宙的“巨洞”，在銀河系以外還有上千億個銀河系的“兄弟姐妹”，它們被稱為星系，在其他星系中還會有巨大的黑洞。

已知的黑洞中離我們最近的是V－4641，只有1600光年。1999年9月15日，業余天文愛好者羅恩·斯塔賓斯發現星體V－4641的亮度比前一天晚上亮6倍，他用電子郵件將這個信息告訴全世界。

1978年，天文學家第一次在M－87星系中發現了類星體。當黑洞越來越多地出現在一般星系的中心時，人們很自然地假定那是類星體爆炸后留下的產物，是大自然產生的一個怪胎，對于大多數星系而言，黑洞并不重要。有些人把星系中心存在黑洞看做是星系像人一樣生病了。

1988年，里奇斯通及其同事觀測銀河系附近的旋臂星系室女座和小型橢圓星系時，發現這兩個星系中心數百萬顆恒星的運動速度非常快，快到它們應該飛離星系的中心，除非在星系中心有一個巨大的黑洞將它們束縛住。

在這兩個相鄰的星系中發現黑洞，靠的僅僅是運氣嗎?也許并非如此。在過去的幾十年里，哈勃、康普頓等太空望遠鏡已經在20多個鄰近的星系中找到超級黑洞存在的證據，其中之一就在我們銀河系的中心。

我們逐漸意識到也許所有星系的中心都有一個超級黑洞。它絕不是星系很少患的一種不幸的疾病，而是整個星系的一部分。如果真是這樣，那么它們在星系的生命中起什么作用呢?2001年1月在美國天文學會舉行的一個會議上，里奇斯通提出了一個富有挑戰性的觀念：超級黑洞創造了星系。

里奇斯通發現，類星體的歷史比大多數恒星的歷史要早10億年。這意味著黑洞控制著星系的形成，這一觀念給了傳統的天文學當頭一棒。

大多數天文學家認為每一個星系都創造了自己的黑洞。一個大質量的恒星在一次超新星爆發后結束了自己的生命，留下一個尺寸中等的黑洞，質量只有我們的太陽的幾倍大。星系中心附近的氣體源源不斷地供給黑洞，黑洞就像牡蠣里的珍珠一樣長大。它也會吞噬星體，和來自其他超新星的小黑洞合并。但按照這種方式形成超級黑洞，其路途是漫長的，需要漫長的歲月，因此，不可能先于大多數星系而存在。

除了這些超級黑洞外，天文學家們還發現了一些中型黑洞，還有微型黑洞。有的天文學家估計，中型黑洞的形成會有新的機制，值得注意的是發現這個中型黑洞的周圍廣大區域，正是一個眾多恒星迅速誕生的地方。有人認為中型黑洞還可能導演著新的太陽的出世。

總之，宇宙的奧秘無窮，正吸引著一代又一代有志者的孜孜探索，無論是業余的還是專業的，都有機會去揭開一個個神秘天體的面紗。