晚上,人們看星星,月亮明亮,星星稀疏,或者星星滿天。那些小星星是“閃閃發光的水晶”。沒有個性可言。它們的存在唯一的證明就是閃爍和閃爍是明亮的。
天空中有更多的星星不發光。很難引起人們的注意。有些人甚至認為那些星星消失了。但是對於黑洞的研究來說,它更具有意義。
美國宇航局發射了高頻高能天文觀測儀器,研究太空中被認為消失的恆星和看不見的光。在返回的宇宙圖片中,令人驚奇的是,那些曾經被認為已經“消失”的恆星仍然發出強大的宇宙射線,甚至比太陽等恆星還要強。
這證明了一個長期以來令人難以忘懷的奇怪假設:宇宙中存在著看不見的黑洞,它們吸收一些宇宙物質和光。
黑洞的表現是驚人的,它不能用常識來思考,但它的原理非常簡單,可以被具有基本物理知識的中學生所接受。黑洞實際上是一個非常緻密的物體。它形成的必要條件是一個巨大的物體集中在一個很小的區域。
晚年的恆星正好有這樣的條件。當恆星的能量耗盡時,高溫火焰無法抵消自身的引力。牛頓定律起作用很快。所有的品質逐漸向內部聚攏,原子收縮。然後恆星進入白色瘙癢階段。整顆恆星呈白色,亮度低,體積小,但密度極高。白矮星進一步會聚,最後變異成一個點。整個過程不到一秒鐘。
在我們看來,恆星消失了,一個巨大的黑洞誕生了。這個深不可測的黑洞,我們稱之為黑洞。
科學家認為,大多數星系的中心都有黑洞,包括我們賴以生存的銀河系。
黑洞裡有什麼
黑洞裡有什麼?由於不可能存在活著的目擊者,我們只能從理論上推測。
如果有一個勇敢的人,駕駛宇宙飛船去黑洞。他首先感到的是那無情而巨大的引力,從視窗向外望去,一個盤狀的圓盤,在周圍的星光下特別顯眼。更近一點,來自遙遠地平線的光線環繞著深不可測的黑洞,但光線繞著黑洞旋轉,形成一個旋轉的光暈。
此時,宇航員們返航已經太晚了。巨大的引力把他拉到黑洞的中心。他頭和腳之間巨大的壓力差使他非常痛苦。就像坐在刑具平臺上一樣,漂浮在離地平線3000英里的地方,他被驚人的引力撕裂。
宇宙中有這麼多黑洞,它們的成因和形式都一樣嗎?當然不是。
根據黑洞的組成,我們可以把它分為兩類:一類是暗能量黑洞,另一類是物理黑洞。
暗能量黑洞主要由高速旋轉的巨大暗能量組成。然而,在它的內部並沒有巨大的暗能量以接近光速的速度旋轉,產生巨大的魚的壓力來吞噬物體,從而形成一個黑洞。
我們可以簡單地說,暗能量黑洞實際上是由於高速運轉產生的巨大吸引力,就像河裡的漩渦一樣。暗能量黑洞如此之大,以至於它們可以和太陽系一樣大。暗能量黑洞是星系形成的基礎,也是星團和星系團形成的基礎。
一個物理黑洞是由一個或多個天體的崩塌形成的,具有巨大的品質。當物理黑洞的品質等於或大於星系的品質時,我們稱之為奇異黑洞。與暗能量黑洞相比,物理黑洞非常小,甚至可以縮小到只有一個奇點的物理黑洞,也就是說,巨大的品質集中在一個很小的點上,產生超密度,然後牽引和吞嚥物體。
學術界還有一種說法:“無限大的黑洞就是宇宙本身”,根據廣義相對論,宇宙最終會消失在黑洞中,成為一個巨大的引力場。
探索黑洞的奧祕
近年來,人類在探索黑洞方面做出了不懈的努力,並取得了很多成果。
天文學家使用一些先進的科學觀測裝置,如光學望遠鏡和射線觀測裝置。密切注視著幾十個雙子座星座。為什麼選擇雙子座?因為雙子座的兩顆恆星大小相同,它們不想相互捕獲,所以它們圍繞彼此執行。如果其中一個黑洞的軌道不規則地改變,亮度降低或消失,很可能是附近產生了一個黑洞。
觀察黑洞最成功的嘗試之一是在肯亞發射了一個名為“Uhuru”的X射線衛星觀測系統。該裝置在發射三個月後捕捉到天鵝座的異常情況。天鵝座x-1距離地球8000光年,其體積和品質大約是太陽的兩倍。因為它仍在發射“無線電波”,人們可以準確地確定它的位置。
研究表明,這顆明亮恆星的軌道發生了變化,因為它的隱形鄰居黑洞的大小是太陽的5-10倍。黑洞圍繞x-1旋轉5天,它們之間的距離為1300萬英里。這是人類確認的第一具黑洞屍體。
自從哥白尼和伽利略提出“日心說”以來,沒有一種關於宇宙的理論具有如此革命性和挑戰性。
一旦黑洞的普遍性得到證實,宇宙不僅比我們想象的更加神祕,而且比我們想象的更加神祕。
我們知道宇宙仍在膨脹,這是“宇宙核心”最初爆炸的結果。宇宙的核心是一切物質的來源。當宇宙核心的物質變得越來越稀薄時,宇宙是否會停止膨脹,天體的巨大引力最終會導致宇宙迅速收縮?廣義相對論回答說:“是的!”
黑洞的存在部分地證實了它的預測。即使宇宙沒有消失在黑洞中,它也可能消失在數百萬個黑洞中。所以說“無限黑洞就是宇宙本身”在某種程度上是正確的。
同時,徹底解開黑洞之謎,意味著人類終極命運的思考將有一個清晰的答案。