黑洞小知识

天狼星YAN

中子星也不是极限。当奥本海默在1939年研究出中子星的性质时，他还预言，一颗质量足够大的恒星（超过我们太阳质量的3．2倍）可能会坍缩成一个点（奇点）。当这种坍缩超过中子星阶段以后，引力场的强度将变得十分强大，任何物质（实际上，连光线在内）都不能逃逸出来。任何物质如果被它的难以想象的强引力场吸住，都会陷进去而再无逃脱的机会，因此可以把它形象他说成是空间的一个无限深的“洞”。因为连光线也逃逸不出来，所以是个黑洞，黑洞这个词是美国物理学家惠勒在20世纪60年代首先使用的。

　　具有足够的质量而有机会在坍缩时形成黑洞的恒星大约只占1/1000；而在这1/1000的恒星中，大多数在超新星爆发的过程中会失去足够质量，从而避免形成黑洞的命运。即使如此，目前仍可能有数千万颗这样的恒星存在，而自我们银河系存在以来可能已有10亿颗。即使这些大质量恒星实际上只有1/1000在坍缩时形成黑洞，在我们银河系的各个地方仍应该有100万个黑洞。 如果真是这样的话，那么，它们到底在哪里呢？　麻烦的是，黑洞极难探测到。因为它们不发射光或任何形式的辐射，所以用一般的方式看不到它们。而且，尽管它们的引力场对邻近的区域非常强大，但在星际距离上引力场的强度并不比一般恒星大。

　　但是在某些情况下，黑洞会在一些特殊的条件下存在，因而可能被探测到。假设一个黑洞是一个双星系统的一部分，它和一颗伴星环绕着一个共同的引力中心转动，而这颗伴星是一颗普通的恒星。

　　假如它们彼此间靠得非常近，那么，普通恒星上的物质便一点儿一点儿地向黑洞漂移，并形成一个环绕黑洞的轨道。这种在环绕黑洞的轨道上的物质叫做吸积盘，在吸积盘里物质会一点儿一点儿地螺旋般地进入黑洞，并在进入黑洞的过程中放射出Ｘ射线。

　　然后，我们必须在看不到恒星的天空中搜寻有没有Ｘ射线源，但这个源必须看上去环绕着另一颗邻近的可见恒星转动。　　

　　1965年，在天鹅座探测到一个特别强的Ｘ射线源，被命名为天鹅Ｘ－１。据推测，它大约距离我们10000光年。 1970年从肯尼亚海岸发射了一颗Ｘ射线探测卫星， 从空间探测到161个Ｘ调射线源。而在此之前，天鹅Ｘ－１一直被认为只是又一个普通的Ｘ射线源。1971年，这颗Ｘ射线探测卫星探测到，从天鹅Ｘ－１发射出来的Ｘ射线在强度上有不规律的变化。这种不规律的变化正是物质在喷发中从吸积盘进入黑洞时所预料发生的。

　　立即对天鹅Ｘ－１进行了仔细地搜寻，在它邻近的地方发现了一颗质量约为我们太阳30倍的又大又热的蓝星。天文学家博尔特在多伦多大学证明，这颗星和天鹅Ｘ－１相互绕着对方旋转。从轨道的性质来判断，天鹅X1是一颗普通的恒星，它必然会被观测到。因为它不曾被人看到，所以它必定是一个非常小的天体。同时，因为它的质量太大，不可能是一颗白矮星，甚至不可能是一颗中子星，所以它必定是一个黑洞。虽然天文学家还没有完全肯定这个假设，但是大多数天文学家对这个证据表示满意，并且相信天鹅Ｘ－１是将被发现的第一个黑洞。

　　黑洞似乎可能在恒星分布最稠密的地方和大块物质可能在一处聚集的地方形成。因为辐射的高强度是和球状星团或星系核等恒星聚集的中心区域联系在一起的，所以，天文学家们越来越相信，在这种星团或星系的中心存在着黑洞。

　　在我们银河系的中心确实探测到一个致密而高能的微波源。这个微波源会不会是一个黑洞呢，一些天文学家推测那的确是一个黑洞，并推测我们银河系的黑洞有1亿颗恒星的质量， 相当于我们整个银河系质量的1/1000。 它的直径约为太阳的500倍（相当于一颗巨大的红巨星的直径），大到足以通过潮汐效应将恒星分裂。如果恒星接近的速度够快的话，甚至会在恒星瓦解之前将它整个吞掉。

　　实际上，现在看来，物质从黑洞中逃脱出来是可能的，当然不是以一般的方式。1970年，英国物理学家霍金指出，黑洞所含的能量有时会产生一对亚原子粒子，其中之一会脱离黑洞。实际上，这就是说黑洞会挥发。一般恒星般大小的黑洞挥发的非常慢，要把黑洞全部挥发掉，需要的时间长得令人难以想象（大约是目前宇宙寿命的几万万亿倍）。然而，当黑洞的质量变小时，挥发的速率会增加。一个大小不超过一个行星或小行星的微型黑洞，它的挥发速率将会快得足以发射出大量的Ｘ射线。而且随着挥发和质量的减小，挥发的速率和Ｘ射线的产生率都会稳定地增加。最后，当微型黑洞小到一定程度后，它就会爆发并发射出具有γ射线特性的脉冲。

　　但是，究竟是什么力量把少量的物质压缩到形成微型黑洞所需要的如此高的密度的呢？大质量恒星可以由本身的引力场自行压缩，但是行星般大天体靠自身的引力场就不行了，因为后者比前者需要更大的密度才能形成黑洞。

　　1971年，霍金提出，微型黑洞是在大爆炸时形成的，因为那时的条件远比其他任何时候极端。那时形成的微型黑洞有一些可能是非常小的， 即使今天，在它们存在150亿年之后，它们已经挥发成为一个爆炸点，而天文学家仍可能会探测到γ射线，从而证实它们的存在。

　　这个理论虽然具有吸引力，但到目前为止，还没有人报道过这种证据

皮侠客

地球人还是好好研究怎么接近和超越光速吧！哪怕是超过光速的一半都行！否则黑洞永远都是推测。

夜猫子

太难了啊