之一：銀河系中心有黑洞嗎？

在1995年，科學(xué)家觀測(cè)一個(gè)名為MCC—6—30～15的活躍星系時(shí)，發(fā)現(xiàn)來(lái)自這個(gè)星系中心的X射線(xiàn)發(fā)生了引力紅移。

所謂引力紅移，用愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論來(lái)解釋?zhuān)褪窃趶?qiáng)引力作用下出現(xiàn)的時(shí)間似乎變慢（其實(shí)是光波長(zhǎng)變長(zhǎng)）的現(xiàn)象，這是非黑洞理論無(wú)法解釋的。這個(gè)現(xiàn)象被確認(rèn)，其意義就相當(dāng)于直接觀測(cè)到黑洞。于是，很多科學(xué)家由此達(dá)成共識(shí)：所有星系的中心都應(yīng)存在巨型黑洞，我們的銀河系也不例外。

然而，2007年美國(guó)航空航天局出人意料地宣布，天文學(xué)家在緊鄰銀河系中心的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了數(shù)十顆龐大而且非常明亮的恒星。這一發(fā)現(xiàn)讓專(zhuān)家感到萬(wàn)分詫異：如果銀河系中心存在一個(gè)巨型黑洞，那么在黑洞附近是不可能存在任何天體的。也就是說(shuō)，發(fā)現(xiàn)這數(shù)十顆龐大的恒星，將銀河系中心存在巨型黑洞的可能性幾乎降為零。

在星系中心是否有黑洞的問(wèn)題上，上述兩種觀測(cè)結(jié)果相互矛盾，在人們感到困惑的同時(shí)，也更激起人們揭開(kāi)黑洞神秘面紗的興趣。那么，黑洞到底是個(gè)什么樣的奇怪天體？

早在1783年，英國(guó)劍橋大學(xué)的約翰·米歇爾便撰文指出，一個(gè)質(zhì)量足夠大并足夠緊致的恒星會(huì)有極其強(qiáng)大的引力場(chǎng)，以致連光都不能逃逸。這樣的恒星，雖然我們無(wú)法看到它們發(fā)出的光，但卻可以感受到它們的巨大引力。

1798年，法國(guó)著名數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯根據(jù)牛頓的引力定律也預(yù)言了黑洞的存在。他說(shuō)：“一個(gè)密度如地球而直徑為250個(gè)太陽(yáng)的發(fā)光恒星，由于其引力的作用，將不允許任何光線(xiàn)離開(kāi)它。由于這個(gè)原因，宇宙中最大的發(fā)光天體也不能被我們看見(jiàn)。”當(dāng)時(shí)，他稱(chēng)這種天體為“黑暗的一團(tuán)”。

在那個(gè)時(shí)代，有關(guān)黑洞的預(yù)言可以說(shuō)是比較離奇的，很難被人們接受。因此在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，黑洞的預(yù)言沒(méi)有引起人們足夠的關(guān)注。

進(jìn)入20世紀(jì)，廣義相對(duì)論的發(fā)表在整個(gè)科學(xué)界引發(fā)震動(dòng)，其中的一些論點(diǎn)支持了上述黑洞的預(yù)言。愛(ài)因斯坦通過(guò)嚴(yán)格計(jì)算發(fā)現(xiàn)，這種特殊天體所產(chǎn)生的引力非常強(qiáng)大，能夠扭曲空間與時(shí)間，將大量物質(zhì)與能量壓縮到一個(gè)很小的點(diǎn)——奇點(diǎn)——上，沒(méi)有任何物質(zhì)能夠從中逃脫，即便是光也沒(méi)有可能。

此后，德國(guó)天文學(xué)家K.史瓦西于1916年提出了廣義相對(duì)論球?qū)ΨQ(chēng)引力場(chǎng)的嚴(yán)格解，并在其中明確地提出了黑洞設(shè)想。他認(rèn)為，在高致密天體或大質(zhì)量天體周?chē)哪骋粎^(qū)域內(nèi)，逃逸速度等于光速，任何物質(zhì)和輻射都不能逸出。也就是說(shuō)，當(dāng)恒星的半徑小于一特定值時(shí)，就連垂直表面發(fā)射的光都被捕獲了。到這時(shí)，恒星就變成了黑洞。這就是后來(lái)在天文學(xué)上常說(shuō)的“史瓦西半徑”。

1939年，美國(guó)物理學(xué)家?jiàn)W本海默根據(jù)廣義相對(duì)論證明，一顆質(zhì)量足夠大的恒星（超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量的3.2倍）在自身引力的作用下，將能坍縮到它的引力半徑范圍內(nèi)，它發(fā)射出的光或其他粒子，都不能逃出這個(gè)范圍。

科學(xué)家給黑洞設(shè)的基本定義是：它是一個(gè)具有封閉視界的天體，引力巨大，外來(lái)的物質(zhì)和輻射能進(jìn)入視界以?xún)?nèi)，但視界內(nèi)的任何物質(zhì)（包括光線(xiàn)）都不能跑到外面來(lái)。這個(gè)視界就是黑洞的邊界。根據(jù)這一描述我們可以發(fā)現(xiàn)，如果銀河系中心有一個(gè)巨型黑洞的話(huà)，由于它具有巨大引力，可以將周?chē)乃形镔|(zhì)都吸進(jìn)去。也就是說(shuō)，如果黑洞周?chē)泻阈堑脑?huà)，它們必將被撕裂后吸入黑洞之中。然而奇怪的是，天文學(xué)家在緊鄰銀河系中心的區(qū)域內(nèi)，竟然發(fā)現(xiàn)了數(shù)十顆體形完好且龐大無(wú)比的恒星。這一發(fā)現(xiàn)基本上排除了銀河系中心有巨型黑洞的說(shuō)法。

星系的中心究竟有沒(méi)有黑洞？還是銀河系只是一個(gè)特例？另外，假如銀河系中心有黑洞的話(huà)，它會(huì)不會(huì)因?yàn)橐环N特殊的原因，可以將包括恒星在內(nèi)的其他物質(zhì)“關(guān)”在門(mén)外？類(lèi)似這樣的一些問(wèn)題，有待于科研人員不斷探索，逐步找到正確的答案。