登陆注册
10177200000157

第157章 黑洞之谜

黑洞的神奇魔力

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6371千米,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11.2千米以上的速度。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618千米,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70万千米收缩到3千米,太阳就变成一颗超高密的天体。虽然其质量不变,仍为2千亿亿亿吨,但其半径距离却缩小了20多万倍,此时每秒30万千米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烧后,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,凹痕就越深。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1千多亿颗恒星,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作出了重大的贡献。

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160万千米,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,唯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。

1998年对黑洞的搜寻和研究已达到高潮。1998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

1998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。这个极明亮天体比我们银河系任何一个X射线源都要亮100倍以上,它在3个月的时间内,亮度增加了6倍,而且其X射线强度以10分钟左右的周期闪烁、变亮、变暗、再变亮……读者不禁会疑惑,不是说黑洞不会发出任何射线吗,到底这个极明亮的X射线天体与新型黑洞是什么关系呢?

原来黑洞有极强的引力,会吞食周围大量的宇宙物质,包括气体、尘埃等。这些气体、尘埃在黑洞强大引力的吸引下,以极高的宇宙速度绕黑洞旋转,形成扁平的旋转盘。在旋转过程中,这些高速气体分子加速聚集,相互激烈碰撞,产生高达几百万摄氏度的高温,并发射强大的X射线,所以会出现一个极明亮的X射线天体。从这个X射线天体就可以推测出在这个扁平旋转盘的中心有一个中型黑洞,10分钟正是高速绕黑洞旋转的炽热气体的公转周期。

那么这种新型的中型黑洞又是怎样形成的呢?它在那里又在“导演”什么有声有色的“话剧”呢?有的天文学家认为可能是多颗恒星在晚年分别坍缩成小型黑洞后,再合并成相当于500个太阳质量的中型黑洞。有人认为,这种可能性较小,因为恒星之间距离甚远,上百颗恒星随机地合并在一起不太可能。估计中型黑洞的形成会有新的机制。值得注意的是,新发现的这个中型黑洞的周围广大区域正是一个众多恒星迅速诞生的地方。所以,中型黑洞还可能“导演”新的太阳出世。

同类推荐
  • 天文常识悦读(健康快乐悦读)

    天文常识悦读(健康快乐悦读)

    本书介绍天文学常识的理念,将古今中外的天文知识融会贯通。书中收录了天文学史上的大量的重大发现,帮助我们了解天文知识;解说了从古至今所出现的天文现象,为我们驱除了心里的疑惑;搜罗列举了各种各样的天文工具,让我们了解如何观测天体;囊括了古今中外几乎所有的著名天文学家,用他们的成就帮助我们拓展天文知识。
  • 动物与海洋(海洋与科技探索之旅)

    动物与海洋(海洋与科技探索之旅)

    海洋占地球表面积的71%,它孕育了种类繁多且数量庞大的生物资源。海洋动物是海洋中异养型生物的总称。它门类繁多,各门类的形态结构和生理特点有很大差异。本书介绍了各种海洋动物的生活习性,性格特点和生存环境,以及海洋生物作为人类所依赖的最主要、最直接的资源,怎样在提高海洋生产力的同时加强海洋环境的保护。
  • 青少年应该知道的能源

    青少年应该知道的能源

    本书主要介绍了太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能等可再生能源以及氢能——燃料电池、核能等新能源的利用原理与工程应用技术,并介绍工业与生活垃圾等废弃物的能源资源利用技术。
  • 家庭养花实用大全(新世纪新生活百科全书)

    家庭养花实用大全(新世纪新生活百科全书)

    “花”与“卉”两个字自古以来各有其含义,花通常是指植物所开的花,在植物学上指被子植物所特有的生殖器官,在园艺学上指供人观赏的植物。卉是草的总称。
  • 中华青少年成长必读集萃:宇宙探秘

    中华青少年成长必读集萃:宇宙探秘

    早在公元前3000年,希腊人就把浩瀚的星空和美丽的神话故事联系在一起,给它披上了一层神秘的面纱。然而,优美动听的故事并不能满足人们对科学知识的欲望。有史以来,喜欢思考的人就喜爱去探测神秘的天空。虽然探索星空的道路并不平坦:布鲁诺被罗马教皇活活烧死在鲜花广场,马科洛夫在登月勘察的归途中不幸附地身亡……但这并没有阻止后人对宇宙的探索欲望,看,火箭腾空,卫星上天,人类登月,一个个的新发现接踵而来。人们发现:宇宙远比我们所想象的更为奇妙!
热门推荐
  • 恍若蛮荒

    恍若蛮荒

    远古的蛮荒,裹挟着无尽黄沙,是谁当初的誓言,许下磨灭的咒怨?异路之人的降诞,究竟是巧合亦或阴谋?只是一切恍惚,再若隔世
  • 无敌兵王

    无敌兵王

    超级佣兵回归都市,为了获得弟弟的消息,委身校花当保镖,从此走上手打踏高富帅,脚踩世家大族的牛逼的道路上,找弟弟,报血仇,守护美女的人生逍遥路上.......
  • 倾城第一毒后

    倾城第一毒后

    天煞孤星难预料,千金杀人手段狠。安国候府三小姐何云珠,在自己十五岁生辰之日喝醉酒杀死了自己的贴身丫鬟紫鸢,据说手段残忍凶狠,紫鸢的尸首面目难辨,支离破碎。安国候请来非常有名气的清虚道长来家里做法,超度亡魂。然而清虚道长见到安国候三小姐的时候,居然连番摇头,嘴中吐出四个字:“天煞孤星!”最终尘埃落定时,真相才浮出水面,原来,那个母仪天下之人,原本就是她。什么天煞孤星,都是骗人的。
  • 豪门虐恋:闻风泣

    豪门虐恋:闻风泣

    “什……”不容季小沫一丝疑惑,一股透心凉的柔软停驻在她的嘴唇。慢慢的,越来越深,越来越浓,在他刚强的铜臂下她没有一丝反驳的余力。初吻呀……她守了24年的黄金玉女香香吻就这样没了。居然还是毁在了这个让她惧畏十分千分万分的易爆品身上。“你……”季小沫紧握的拳头被唐郑毫无误差的接住,“永远都不要想跟我玩花招,记住,是任何时候。”“你……”季小沫气的斜鼻子瞪眼,刚刚毫无缘由亲她的是他好吗?下一秒怎么变得好像刚刚什么都没发生一样。季小沫完全不了解状况的指着自己的鼻子。“我……”“滚!!!”他的声音极淡,冰冷的气息让人畏惧。
  • 闫少追妻99次

    闫少追妻99次

    六年前,她突然失踪,只有一封简讯单方面通知他分手。六年后,她再次出现,同样的一张脸却是完全不同的冷漠。他步步紧逼,追问当年离开的原因,而她节节逃退,一心想消失在他的视野。有一天他看到她身后跟着一个小豆子,大总裁眼睛都绿了,变身无赖大灰狼,发誓追回大小二宝。小豆子:“妈妈,那位叔叔是谁?”女人:“叔叔是给妈妈发工资的老板。”。男人瞬间就怒了--情节虚构,请勿模仿
  • 嫉妒滋长

    嫉妒滋长

    李暮春来自农村却因为其舅舅的关系与富家女苏流年同在一所大学读书。一开始苏流年就招惹上她,随后,两人成了死党。苏流年喜欢李暮春,喜欢跟她玩。但是心里因为受其母影响,又有一种别扭的心理状态,经常神经性的嫉妒李暮春……
  • 韩情轶事

    韩情轶事

    一个会说故事的人,通常有很多的故事。光怪陆离,不胜枚举。然而其中,有多少是别人的故事,又有多少就是他自己的……故事or人生?我不知道,您想知道吗?
  • 偷菜不如偷健康:上班族健身小动作

    偷菜不如偷健康:上班族健身小动作

    对健康的追求,是人类唯一没有时间与疆界樊篱的共同理想。人类数千年的努力与奋斗,唯一无法征服和打败的,大概也就是健康了。健康是永恒的话题,追求健康是每个人最基本的权利。30年前,父母担心孩子没饭吃,今天,父母担心孩子不吃饭;30年前,我们吃不上糖,今天,我们开始尿糖!与其说是我们的健康理念与物质生活进步的“剪刀差”,导致我们面临着高血压、高血脂、冠心病、脑血管病、糖尿病、癌症、艾滋病等疾病的挑战,毋宁说是不良生活方式和行为导致我们面临上述疾病的挑战。
  • 天香

    天香

    生在公卿世家,就算没法呼风唤雨,改朝换代,能够不愁吃穿,金玉满堂,也算投得个好胎了吧。然而事实上,生活永远比她想象的还要跌宕起伏,惊险刺激。别人越希望她过得不好,她就越要过得好。总有一天,比所有人都好。【情节虚构,请勿模仿】
  • 宠物娇妃不要脸

    宠物娇妃不要脸

    “麻麻!这里有变态!”某女穿着圆领衫和牛仔小热裤,蹲坐在九五之尊的摄政王身上吃点心,堂堂二十一世纪的新女性,竟然沦落给一个位高权重,心里变态的摄政王当宠物。口胡!这和说好的不一样!什么叫做她魂淡她就不能魂穿?老天你给她出来解释一番!不过宠物就宠物呗,有当朝又年轻又帅气又有钱又有权的摄政王给自己当铲屎官,人前风光无限,奴役个小皇帝也是信手拈来,吃好穿好玩好,所付出的不过是每晚充当一下等身抱枕而已,只要某位三分钟热度一过,她就可以玩转古代寻找真命天子啦!只是王爷,您说好的三分钟热度呢?小女子想和古代美男子谈恋爱结婚生包子!某变态:“谁三分钟热度?我不是美男?想生孩子给我生!生一窝都没问题!”