人類對黑洞的認識

□ 聞新 劉江凱

宇宙中的黑洞到底是什么？

宇宙的星體是有生命的，黑洞是星體生命的最后階段。黑洞也可視為是一個空間，這個空間密度極大，所以引力也就極強。

黑洞能夠吸收附近所有的物質(zhì)，包括接近它的光都逃脫不掉它巨大的引力。所以黑洞就像一個無底洞，任何東西到了它那兒，就別想再“跑”出來了。因為光不能逃出黑洞，所以人們看不見黑洞，但是有一類具有特殊功能的空間望遠鏡可以幫助人們找到黑洞。

黑洞正在吸收和強拉附近塵埃和氣體

黑洞究竟多大？

人馬座A*和地球大小的比較

科學家認為黑洞有大有小，最小的黑洞像原子一樣大，但其質(zhì)量就好比一座大山。最大黑洞的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的幾百萬倍。

科學家已經(jīng)證明每一個星系中心都有一個超超大的黑洞，所以在銀河系里，有許多黑洞，銀河系中心的超大黑洞被稱為人馬座A*，其質(zhì)量是太陽的400萬倍，體積是地球的幾百萬倍。

黑洞能摧毀地球和生命嗎?

天文學家認為，星體塌陷時都要釋放出大量的射線，對宇宙中存在的生命體有致命的影響，從理論上來說，黑洞會消滅星際間的任何生命。

宇宙間相鄰兩個星體之間的距離通常非常之大，所以大部分黑洞僅僅能夠威脅周圍的塵埃和星云，很難對相鄰的星體構(gòu)成威脅，目前地球附近還沒有發(fā)現(xiàn)黑洞。

黑洞就像是一個巨大的嗜好吞食星云怪物，經(jīng)常吞食其他的星云，隨著時間的流逝，這種危害在不斷增大。雖然這很難想象，但是，根據(jù)太空信息和觀察想象證明，這樣的宇宙怪物確實存在。

狼吞虎咽地吸入周 圍氣體和塵埃的黑洞

哪里有黑洞？

仙女座星系中心的黑洞：圖像中心亮點是百萬度的X射線源，也是一個超大質(zhì)量黑洞，相當于3000萬個太陽質(zhì)量

黑洞已經(jīng)存在幾百年了，直到1970年，天文學家發(fā)現(xiàn)天鵝座X-1比其他星座放射出巨大的能量，并發(fā)現(xiàn)它的中心存在一個黑洞。

事實上，黑洞遍布于整個宇宙之中。天文學家認為，大多數(shù)星系核心都存在巨大的黑洞。宇宙里有成千上萬個類似于銀河系的星系，在這些星系里，也包含著許多黑洞。

銀河系是巨大的旋轉(zhuǎn)星系，其中仙女座中心也存在一個黑洞。另外，銀河系中距離我們20億光年遠的類星體，也被視為是一個巨大黑洞，因為不斷吞噬周圍氣體和其他星體，它有很大的能量。

怎樣發(fā)現(xiàn)黑洞？

按照牛頓萬有引力定理，地球之所以不能逃脫太陽的引力，是因為它們之間存在引力；如果這些星球的運動速度突然增大，它們將逃離太陽的束縛，這個速度稱為逃逸速度。地球的逃逸速度大約為每秒11.2千米；類似地，如果在地球上發(fā)射火箭達到了這個速度，它將飛出太陽系。

物體質(zhì)量越大，脫離它的速度就越高。1783年，英國科學家根據(jù)這個規(guī)律，推斷如果每個物體質(zhì)量很大，導致逃逸速度超過光速，那么經(jīng)過它周圍的光將不能逃脫，所以人眼將不能看見這個星體，則稱這類星體為“不可視星體”。

1795年法國科學家LaPlace 認為，宇宙中存在超超質(zhì)量物體的“黑體”。這個“黑體”也就是今天的黑洞。在那個時代，沒有任何依據(jù)能夠證明“不可視星體”和“黑體”存在，所以，人 們對黑洞的研究也就不怎么好奇。

Laplace 認為宇宙中有“黑體”存在

蟲洞是通往另一個宇宙空間的高速隧道

什么是蟲洞？

蟲洞（Wormhole），又稱“愛因斯坦－羅森”橋，是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。蟲洞是1930年代由愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時假設(shè)的，認為透過蟲洞可以做瞬時間的空間轉(zhuǎn)移或者時間旅行。目前是否存在蟲洞，沒有人知道這個概念是否正確，但理論學家認為蟲洞是存在的。

黑洞和蟲洞有什么關(guān)系？

有些科學家認為黑洞是空間上的無底洞，也有些科學家認為黑洞是蟲洞，如果宇宙存在蟲洞，那么蟲洞應(yīng)該位于黑洞中心，并認為蟲洞的引力將使進入的物體伸展、扭曲和變形。假如你進入蟲洞，并不意味著死亡，它的引力剛好平衡你的旋轉(zhuǎn)運動，帶你到另一個宇宙，未來的航天員也許會駕駛著航天器進入蟲洞旅游。

蟲洞位于黑洞中心部位（上圖），宇宙飛船可以利用蟲洞快捷地到達另一宇宙時空（下圖）

下期預(yù)告

下期名為“揭開神秘的黑洞的奧秘”，主要圍繞黑洞呈出的一些事實，進行解答，同時為了幫助讀者理解黑洞的奧秘，還將介紹一些淺顯理論。