“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。
那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。
这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。
在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。
黑洞外观上看不是就一个点。因为临近黑洞的一个区域地方,光也无法逃出,这个区域是有一定体积的。进入这个区域的一切东西都与外界没有任何联系了。
黑洞是天文学家所推测的一种特殊天体,它是由恒星坍缩而形成的。
众所周知,恒星是有寿命的。一颗质量超过太阳20倍的恒星,在它的核能耗尽时,质量仍然会超过太阳2倍。由于它自身仍然具有强大的吸引力,星体将无限制的收缩,半径越来越小,密度越来越大,终于达到临界点。这时它的引力大得足以使一切核子、包括光子,都不能外逸,就像一个漆黑的无底洞,因而称之为“黑洞”。黑洞并不是一个实实在在的星球,而是一个几乎空空如也的天区。但是,黑洞的引力比其它天体的引力要大要多!一切物体只能在黑洞的引力范围之外游弋。假如掉进了黑洞,地球会紧缩成一粒黄豆般大小,人就更加无法来比拟了。
1996年,天文学家们发现银河系中的一个巨大黑洞,它以每小秒200千米的速度绕银河系中心运动,离中心越近,其速度越快,其中心的射电源能量非常大,而体积却非常小。
黑洞是不能被直接观测到的,科学家是通过观察黑洞周围恒星运动变化情况来证明它的存在的。当黑洞靠近一个天体时,它会吸走这个天体的部分物质。被吸引的物质呈螺旋状旋转,它所发出的X光能够被天文学家检测到.
万物被黑洞吸进去会被撕碎,黑洞是由巨大的恒星原子裂变形成的,我们看不见它,因为他把光吸进去了,那个点是一个奇点。
消失是不可能的,但是物质的体积被无限压缩得很小,密度被无限压缩的很大.黑洞的吸引力强大到连光都逃逸不出来,没有光肉眼就看不到,但黑洞还是客观存在的.