奇異光線與神秘黑洞

吳國和

你們有沒有注意到夏天打雷的時候,總是先看見閃電,后聽見雷聲,這是為什么呢?這是因為光的傳播速度比聲音的傳播速度快!

光的傳播速度究竟有多快?經(jīng)過科學家的多次測定,得知光每秒鐘大約跑30萬千米,更確切地說,光在真空里的速度是每秒鐘299792.46千米。也就是說,若以光的速度行駛,只要1秒鐘,就可以在北京和上海之間跑100多個來回。聲音的傳播速度每秒鐘約340米,光速差不多是聲音在空氣中傳播速度的90萬倍。在宇宙萬物的運動會上,光稱得上是賽跑冠軍。

光有著沿直線前進的特點,又有著輕盈敏捷的腳步。對這個不知疲倦的“賽跑冠軍”,有人卻抱怨它,說它“跑得太慢,簡直像爬行”!這是為什么呢?

原來,人們在探索宇宙空間時,深深地感到宇宙的博大。除了太陽以外,距我們最近的恒星——e半人馬座中的比鄰星,它發(fā)出的光要經(jīng)過4.3年才能到達地球。天文望遠鏡看到的遙遠恒星,它們發(fā)出的光要經(jīng)過幾十億年才能到達地球。換句話說,我們看到的光線是它們在幾十億年以前發(fā)出來的,至于現(xiàn)在這顆恒星情況如何,要再等幾十億年才能看見,這多讓人著急呀!難怪一些科學家說“光像蝸牛一樣在宇宙中爬行”。

光有著堅強不屈的性格,但當它遇到茫茫宇宙之中一種極其神秘的天體——黑洞時,則不得不低下它高傲的“頭”!

黑洞其實也是個星球,只不過它的密度非常非常大,靠近它的物體都被它的引力所束縛,就好像人在地球上沒有飛向外太空一樣。但是對于地球來說,不低于第二宇宙速度(11.2km/s)飛行就可以逃離地球。而對于黑洞來說,它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以連光都難逃黑洞的手掌心,黑洞周圍的光會被黑洞吸進去,從另一個方向射出來,從而改變其直線傳播的性質(zhì)。人類的眼睛看不到黑洞上任何的東西,只覺得它是漆黑一片。

在地球上,由于引力很小,引力對光線的影響微乎其微,可以忽略,所以在地球上光走的是直線。而在黑洞周圍,在巨大的引力影響下,光走了曲線,或者說光線被黑洞吸進去了。被黑洞吸進去的恒星光,雖然有一部分會落入黑洞中消失,可另一部分光線會通過彎曲的空間繞過黑洞而到達地球。所以,我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空。

更有趣的是,有些恒星不僅是朝著地球發(fā)出的光能直接到達地球,它朝其他方向發(fā)射的光也可能因為附近黑洞的強引力而折射到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恒星的“臉”,還同時可以看到它的側面、甚至背面!

“黑洞”學說無疑是本世紀最具有挑戰(zhàn)性、也最讓人激動的天文學說之一。許多科學家正在為揭開它的神秘面紗而辛勤工作著,新的理論也不斷地被提出。不過,這些當代天體物理學的最新成果不是在這里三言兩語能說清楚的,有興趣的讀者朋友可以上網(wǎng)查一查,找一些專著看一看,相信你一定會有所收獲的。