什么是黑洞

什么是黑洞？

早在1800年，拉普拉斯（第一个提出星云假说的人）就指出，一个物体的表面积和密度越大，那么它的表面引力和逃逸速度也就越大。物体的大面积和大质量相结合会产生很大的表面引力，以至于它的逃逸速度将等于甚至超过光速，在这种情况下，物体不向外发光。当时，这个假设只被认为是个理想的推测，因为关于物体处于上述状态时的极大面积和极稠密度，我们还一无所知。

1939年，奥本海默研究了中子星的特性，并指出如果中子星的质量超过3．2个太阳质量，中子就无法与自身引力相抗衡，从而发生中子塌陷。这时没有任何力量能够抵挡住引力的作用，经过引力作用后中子会形成一个奇异点，一个没有体积只有大质量和高密度的点。

就像拉普拉斯推测的那样，这样的超中子星不会向外发光。它被描述成一个无限深的空间洞，任何落在它上面的物体都会被它吞没，而且这些被吞没的物体不可能再出来，即使是光也不能逃出来。美国物理学家约翰·阿基伯德·维勒给它起了一个相应的名字叫黑洞。

英国物理学家史蒂芬·威廉·哈肯在1970年时指出黑洞可能会慢慢地消失，即黑洞并不是绝对永远存在的物体。

黑洞最易在恒星表面最厚的地方和恒星碰撞最频繁的地方形成，这时恒星会吸在一起形成可以坍陷的大质量物体。黑洞通常出现在球状星云的中心，并且更多的时候会出现在银河系的中心。

事实上，在人马座方向上银河系的小核心是非常活跃的——这就是说它释放出的巨大能量（央斯基就是从这个核心首次发现了太阳系外的放射源）使天文学家有理由确信，在中心处有一个由大约一亿个恒星组成的黑洞。

这样一个巨大的黑洞将会随着它吞食附近的物体而继续变大，甚至可以吞食所有的恒星。但是无论如何，在不远的将来整个银河系还没有被吞食掉的危险，因为黑洞不可能把它周围的物质吞食干净。

在茫茫宇宙中，人们该怎样观察黑洞来决定它是否真的存到它。当物质被绕着黑洞飞快旋转的引力源吸入黑洞时，会发生碰撞释放能量，以螺旋状进入黑洞。在螺旋下降过程中会发射X射线，所以当天空中有X射线被释放时，我们至少可以判断出那里有黑洞存在的可能。遗憾的是，某些其他过程也释放X射线，所以，上述结论只能判断黑洞存在的可能性而无其他用处。即使我们知道星系的中心很活跃并产生大量的射线，我们也不能把它当作黑洞存在的直接证据。

假设黑洞是密近双星系统的一部分，普通的恒星是它的另一部分。由一个白矮星和一个普通恒星组成的密近双星系统是一颗新星。由两个中子星组成的密近双星系统也是存在的，有关它们运动的研究可以证实爱因斯坦的相对论。那么，为什么说密近双星系统是由一个黑洞和一个普通恒星组成的呢？

如果存在这样一个物质，它从普通恒星中被吸入黑洞并在螺旋下降时发射X射线，因为物质的吸引是无规律的，所以发射的X射线在性质和强度上也产生无规律的变化。

1965年，在天鹅座中探测到一个特殊的强X射线源，并命名为天鹅座X－1。1971年，一个X射线探测火箭表明，天鹅座X－1发射的X射线是无规律的，从而证实了黑洞存在的可能性。

人们立刻投入极大的关注对天鹅座X－1进行研究，发现在天鹅座附近有一颗大而热的蓝白恒星，据估计这颗恒星比我们的太阳大30倍。这颗恒星和X射线源绕着彼此互相旋转，从引力中心的位置判断，这个X射线源是我们太阳的5—8倍。因为它无法被我们看见，所以一定是坍缩后的小尺寸恒星，又因为它的质量很大，不可能是一个中子星，所以它肯定是一个黑洞。

这就是我们所知道的有关黑洞的最新知识，很多天文学家都认为天鹅座X－1是黑洞，并确信黑洞一定存在而且可能很普遍存在。