世界惊恐谜团|黑洞真的存在吗?它又是如何产生的
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为了研究太空中看不见的光线 , 美国宇航局研制发射了高能的天文观察系统 。 在其发回的X射线宇宙照片中 , 天文学家发现了最惊人的一幕:那些被人们认为已经湮灭了的星体依然放射出比太阳这样的恒星体更为强烈的宇宙射线 。 这证明了长久以来人们的一个大胆设想:宇宙中确实存在着看不见的“黑洞” 。
什么是黑洞呢?要解释这个问题 , 我们要先从万有引力谈起 。
宇宙可能是一个巨型黑洞?
牛顿的万有引力定律认为 , 地球和宇宙间的一切天体 , 都具有强大的相互吸引力 , 它们能牢牢地吸引住附近的一切物体 。 比如 , 地球的引力吸引着地表的物质使之不能随意地飞离地球;人们想要把人造卫星送上围绕地球运行的轨道 , 至少要使发射的火箭有每秒8千米的速度 。 如若不然 , 因为地球的引力 , 人造卫星就会被拉回地面 , 我们称这个速为第一宇宙速度 , 如果我们要把一只飞船送到火星上去 , 也就是说要让飞船摆脱地球引力的控制那么发射的火箭就要把速度提到每秒钟11千米 , 这个速度叫作第二宇宙速度 , 又被称为天体的表面脱离速度 。 不同天体的表面脱离速度也不同 , 这与质量关系密切 。 比如说 , 月球的质量比地球小 , 表面脱离速度就比地球的表面脱离速度小很多;而太阳的质量比地球大许多倍 , 表面脱离速度就会相应大许多 。
那么 , 人们不禁又要问:有没有可能在宇宙中有这样一些天体 , 它们的表面脱离速度能超过每秒30万千米 , 比光速还要大?由于它自己的引力如此之大 , 以至于连它所发射的光都跑不出来?
1798年 , 法国天文学家拉普拉斯从牛顿力学出发 , 预言了宇宙中可能存在引力如此之大的大天体 。 他认为“宇宙中最明亮的天体 , 很可能我们根本就看不到它” 。 他大胆地假设说 , 如果有一个天体的密度或质量很大 , 达到了一个限度 , 这时它很可能是不可见的 。 因为光速也低于它的表面脱离速度 , 也就是说光无法离开它而最终到达我们这里 。 他的预测其实就是一种早期的黑洞理论 。
近代以来 , 爱因斯坦发表了广义相对论 , 越来越多的自然科学家从牛顿力学和广义相对论出发 , 得出了类似结论 , 纷纷预言“黑洞”的存在 。 依据牛顿的万有引力理论 , 科学家得出 , 一个球形的天体 , 一且它的质量超过太阳质量的2倍 , 就可能引发“引力崩溃” 。 也就是说 , 它可能会向自己的中心引力坍缩 , 成为一个体积无限小、质量无限大的质点 。 依据爱因斯坦的广义相对论 , 德国科学家史瓦西计算出了一个可能具备无穷大引力的天体半径 。 他进一步阐述说 , 一个天体一且半径达到了这个大小 , 就很可能有无限大的引力 , 任何物质都不能从它那儿逃脱出来 , 只能被它吸引进去 。 即便光线速度极快 , 也“难逃噩运” 。 这个有能力把一切吸引住的地方 , 人们无法看到它 , 因而称为黑洞 。
爱因斯坦 , 黑洞 , 未来
当今科学家们更加确切地定义了黑洞 , 他们认为黑洞是广义相对论能够预言的一种特殊天体 。 这种天体具有一个封闭的边界称为“视界” , 这是它最基本的特征 。 视界的封闭也是相对而言的 , 外界的物质和辐射可以进入视界 , 而视界内的一切都无法逃逸到外面去 。 更简单地说 , 黑洞不向外界发射和反射任何光线 , 人们就没办法“看”它 , 这就是黑洞之所以东西”黑”的原因;同时任何东西一旦进入其中就再也出不来了 。 黑洞似乎永远都处于机饿的状态 , 是个填不饱的“无底洞” , 有人形象地把它叫作“星坟” 。
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