登陆注册
631100000004

第4章 黑洞之谜

在天文学中,有一个叫“黑洞”的东西。望文生义的话,很容易让人把它想象成是一个大黑窟窿。其实不然,所谓“黑洞”,就是一种天体,它的引力场很强,甚至连光也不能逃脱。

著名科学家爱因斯坦认为,星球有一种引力磁场,它能够使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力磁场对时空几乎没什么影响,恒星表面上某一点发出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着弯曲的空间返回恒星的表面。当恒星的半径小到一个特定数值(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。

那么,黑洞是怎样形成的呢?

科学家们经过多年的研究发现,黑洞实际上跟白矮星和中子星一样,很可能也是由恒星演化而来的。

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),恒星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。这样,质量小一些的恒星就主要演化成了白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。根据科学家们的计算,中子星的总质量不能大于3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,从而引发另一次大坍缩。

为此,科学家们猜想,这样的情况下,物质将不可阻挡地向着中心点坍缩,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。但是,当它的半径一旦收缩到一定程度,正像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,连科学家也只能对它的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——弯曲空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个我们大家都应该十分熟悉的最基本的常识。可是根据著名科学家爱因斯坦的广义相对论学说,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,可另一部分会通过弯曲的空间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,有些恒星不仅朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其他方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而到达地球。这样,我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,同时还能看到它的侧面,甚至后背!

黑洞无疑是20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,有兴趣的小朋友可以去读一下那些专门的论著。

从事宇宙黑洞研究多年的世界天体物理学泰斗、英国牛津大学著名物理学家斯蒂芬·霍金曾经在爱尔兰首都都柏林举行的一个学术研讨会上就自己的新发现向外界进行过详细的阐述。他说,根据他的最新发现,黑洞并非只是吞噬物质。除了会在星系形成的过程中扮演重要角色外,在经过一段相当漫长的时间后,黑洞也会把一些曾被它吸入的物质信息向外界释放出来。

同类推荐
  • 世界科学博览4

    世界科学博览4

    本书是一部融知识性、趣味性、科学性于一体的科普类图书。力图全方位诠释科学领域的种种现象,引领读者进入精彩玄妙的科学世界,更加立体、真实地感受奇妙的科学之旅,使大家在享受阅读快感、学习科学知识的同时,获得更为广阔的文化视野、审美享受和想象空间。
  • 凡尔纳密码:格兰特船长的儿女

    凡尔纳密码:格兰特船长的儿女

    这是一部写苏格兰民族精神的小说。故事发生在1864年,“邓肯”号的船主格里那凡爵士偶然得到两年前因海事遇难失踪的苏格兰航海家格兰特发出的求救漂流瓶,他请求英国政府派遣船队去寻找。可英国政府对苏格兰人一向歧视,拒绝了爵士的请求。爵士感到非常气愤,于是他毅然组织了一支小型救援队,亲自带队去完成寻找格兰特船长的任务。他们穿越了南美洲的高山和草原,横贯了澳大利亚和新西兰,环绕了地球一周。由于对文件的错误解释,他们一路上遇到了无数艰险。但他们以无比的毅力和勇气,终于在太平洋的一个荒岛上找到了格兰特船长。
  • 八十天环游地球

    八十天环游地球

    我们在阅读文学名著时,往往会遇到一些难以理解的词句,这样就会阻碍我们读懂某一句话或某一段话的意思。所以,我们必须正确理解词句的含义,而理解词语不能仅仅局限在表面含义,还要认真体会它们所表达的作用。
  • 高超推理的故事

    高超推理的故事

    探案故事是一种通俗文学体裁,主要描写刑事案件的调查和破案过程。我们编辑的这套《世界经典探案故事全集》包括《侦探出动的故事》、《高超推理的故事》、《蛛丝马迹的故事》、《扑朔迷离的故事》、《缉捕追踪的故事》、《原形毕露的故事》、《斗智斗勇的故事》、《智破奇案的故事》、《真相大白的故事》和《插翅难逃的故事》等19册,这些作品汇集了古今中外著名的疑案、迷案、奇案、悬案、冤案等近百篇,其故事情节惊险曲折,探案英雄大智大勇,阅读这些侦破故事,不仅可以启迪智慧、增强思思维、了解社会、增长知识,还可以学到自我保卫、推理破案的常识,防范日常生活的不测。
  • 魔术不难(走进魔术世界)

    魔术不难(走进魔术世界)

    《走进魔术世界:魔术不难》就是抱着这个让你成为小小表演者的目的来编排的,力求内容广泛,语言浅显易懂,让你一学就会。相信聪明的你在仔细地阅读完《走进魔术世界:魔术不难》后,定会成为人人称羡的表演者。
热门推荐
  • 情深遇到缘浅

    情深遇到缘浅

    冬日里的景色,到处都是银装素裹,大地仿佛换了一件新装,只是这件新装有点冷。
  • 嫡女凤途

    嫡女凤途

    沐云遥背负血海深仇,孽情深恨,种种不甘,再次重来。渣男欺辱?杀!渣妹陷害?杀!渣皇帝居然逼她远嫁?杀!大不了逆了天,灭了地,也要痛痛快快过这一世!当她眉梢清寒,傲视京华,他懒腰抱住她,这天下,是你的,你是我的。沐云遥嘴角勾起艳丽弧度,那个啥,其实四大才俊都在追她。
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 灵士

    灵士

    2020年一块陨石坠落在地球,给全球生物包括人类造带来了剧烈冲击,在之后的一百二十五年里被后人称为混沌时代,2145年随着陨石带来的混沌突然消失,混沌时代结束,人类社会终于重回正轨,而人类社会却逐渐衍生出了一种拥有特殊能力的新人类,他们被统称为“灵士”。
  • 龙凤呈详

    龙凤呈详

    天界史书记载,天帝爱女涂凤因误坠诛仙台,香消玉殒。天帝、天后哀痛万分,过继鸟族中的尾鸢稚女为干女儿,以寄哀思,赐名尾鳯。“那个人是谁?”涂凤看着满身鲜血,执着长剑,屹立于弱水河畔挺拔俊朗的少年,心动的问道。“公主,那应该是刚刚征战归来的战神龙戮。”她身旁的侍女小声说道。“你说,我们俩在一起的话,算不算是龙凤呈祥啊。”涂凤说完不待身旁人反应过来,便去了龙戮的面前。“你挡住我的路了。”龙戮才从战场上下来,整个人还透着血腥的杀伐之气。“哦”涂凤应了一声,但并没有要让开的意思。看着龙戮那双充血的星眸,涂凤拔下了自身的凤翎羽,插到了龙戮的发间道“记住了,我是涂凤,你未来的妻”
  • 修真界的战争犯

    修真界的战争犯

    丹药精哪里跑!这里有修真者炼制的庞大的星空战争堡垒,有着高达百米,千米,甚至万米的战争巨兽。这里有修真界,有仙界,有神界!当战争来临,不论你是谁,只有一往无前!
  • 故事会(2018年3月上)

    故事会(2018年3月上)

    《故事会》是中国最通俗的民间文学小本杂志,是中国的老牌刊物之一。先后获得两届中国期刊的最高奖——国家期刊奖。1998年,它在世界综合类期刊中发行量排名第5。从1984年开始,《故事会》由双月刊改为月刊,2003年11月份开始试行半月刊,2007年正式改为半月刊。现分为红、绿两版,其中红版为上半月刊,绿版为下半月刊。
  • 快穿:不是BOSS的BOOS

    快穿:不是BOSS的BOOS

    作为携带系统穿梭万千世界的系统宿主,表示不管是女主还是女配,男主还是男配,最好离我远点不然我不保证你的身上会不会少了某些零件!作为宿主的系统,系统表示:珍爱生命远离宿主,面对宿主时要学会小爷我的随(溜)机(须)应(拍)变(马),这样方能活的长久。敲重点:本文没有男主!没有男主!没有男主!而且女主不是傻白甜,也不是女王范;跟正常人一样,有时聪明,有时执拗,有时还气死人不偿命的那种。
  • 原振侠8:奇缘

    原振侠8:奇缘

    故事发生在「奇事会」的聚会上,莱恩上校讲了一个越战时发生的怪事:中毒而死的好友杰西,在大雷之夜,尸体失踪。莱恩寻访好友的恋人秀珍,竟得到杰西在死后三天与秀珍私奔……是冤魂不死,还是死后复活?本书为你解开「活死人」之谜,分析「活死人」的心态!决定用《奇缘》作为书名,是因为这个故事中,人和人的关系的确是奇之又奇,是一种无可解释的缘分。──倪匡