恐怖的黑洞

早在1798年,法国科学院拉普拉斯首次依据牛顿引力理论猜测,可能存在一种奇异的天体——黑洞,如图6.9所示。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,它产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和辐射在进入黑洞的一个事件视界(是从黑洞中发出的光所能到达的最远距离,也就是黑洞最外层的边界临界点)内,便再无法逃脱,甚至目前已知的传播速度最快的光(电磁波)也逃逸不出。

图6.9　黑洞

大家可能知道在太阳系中引力场最大的是太阳,而银河系则早在一百亿年前就形成了一个引力场极高、密度极大的漩涡中心,那么银河系是否存在黑洞呢?

在银河系核心强引力的作用下,一些不断聚集在银河系中心的恒星系又被不断地压缩,使银河中心的超大质量天体密度变得越来越大,最终将导致银河系中心的引力场越来越强。由于银河中心剧烈的物质核聚变,使银河系中心的温度继续急剧增高,引力也继续急剧加大。其又会将大部分靠近的恒星继续压缩成为一个密度不断增高、引力不断加大的新天体。此时,银河中心也就形成了连光线也都难以逃脱的强引力“黑洞”。

德国天文学家曾于2008年证实,位于银河系中心、与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大(约为太阳的400万倍)的黑洞。这一重大发现所造成的轰动效应尚未平息,“钱德拉”空间望远镜又给我们带来了新的惊喜:在“人马座A”的周围还存在着一个中型黑洞。也就是说,在银河系的中心地带其实总共分布着两个黑洞。黑洞世界的奇事对于熟悉普通物质性质的我们来说实在难以想象,甚至无法接受。

与别的天体相比,黑洞十分特殊。人们无法直接观察到它,科学家也只能对它内部结构提出各种猜想。而使黑洞把自己隐藏起来的原因即是弯曲的时空。根据广义相对论,时空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光程传播,但相对而言它已弯曲。在经过大密度的天体时,时空会弯曲,光也就偏离了原来的方向。在地球上,由于引力场作用很小,时空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周围,时空的这种变形非常大。

1954年,在一次热气球比赛中,哈里·洛根和德里克·诺顿乘坐的热气球在魔鬼三角地带神秘地失踪。经多方查找,仍无下落。1990年春天在古巴的春季热气球比赛中,那只失踪了36年的热气球,在原来失踪的地方又突然出现。古巴人还以为是美国的秘密武器,于是派出一架战斗机令其迫降,洛根和诺顿被送往一个秘密的海军基地。他们声称,自己正在参加1954年波多黎各圣胡安的热气球比赛,根本不知道已经过去36年,现在已经是1990年。他们说,当时浑身感到刺痛,就如有一股弱电流通过身体似的,然后,感到一阵劈裂似的疼痛,令人难忍受。周围的东西,包括天空和海洋都变成了红色,他们知道的下一件事就是一架战斗机跟踪他们的气球,令他们迫降。芝加哥超自然现象研究专家卡文、卡罗韦等人查证这只气球是被百慕大魔鬼三角带捉住的。在洛根和诺顿看来只有几秒钟的时间,对地球来说却已经过了36年。