宇宙中的神秘星體——黑洞

“黑洞”猶如宇宙中的“牧場”，它的引力非常大，能把周圍的一切物質吸進去。然而，人類對黑洞的認識還只是滄海一粟。“黑洞”成為一個引人注目的科學之謎。

為什么稱之為黑洞呢？首先，人們根本看不見它，它不向外界發(fā)射或反射任何光線；其次，任何東西一旦進入其中，就無法出來。黑洞就像一個處于饑餓狀態(tài)的無底洞，永遠也填不飽。因此它也被稱為“星墳”。

黑洞為什么有如此奇特的稟性呢？讓我們先從萬有引力談起。

地表的物質在地球引力的作用下，不能任意飛向空中；人造衛(wèi)星要想被送上圍繞地球運行的軌道，至少要用每秒鐘8千米的速度發(fā)射火箭，否則，在地球引力的作用下，人造衛(wèi)星還是會被拉回地面，這就是第一宇宙速度；同樣飛船只有完全擺脫了地球的引力控制，才能飛到別的星球上去，此時的火箭速度就要達到每秒11千米，這就是天體的表面脫離速度，也就是第二宇宙速度。

根據萬有引力定律，包括太陽、月亮、地球在內的宇宙間的一切天體都具有非常強大的吸引力，附近的一切物體都能被它們緊緊地“抱”在懷里。

天體的表面脫離速度并不都是一樣的，任何存在于宇宙中的天體，都有其不同的質量，因此也有不同的表面脫離速度，任何天體只有達到這個速度，才能從它那里飛出來。

法國天文學家拉普拉斯早在1798年就根據牛頓力學，預言宇宙中存在著質量很大的天體。雖然拉普拉斯當時沒有用黑洞來描述自己的理論，但是誰也無法否認它和“黑洞”理論有異曲同工之處。

現(xiàn)在，黑洞有了更加確切的定義：黑洞是一種特殊天體，其基本特征是具有一個視界，這個視界是封閉的，一切在視界內的物質和輻射都不能跑到外面去，外界的則可以進入視界。事實上，黑洞曾被愛因斯坦的廣義相對論預言過。

黑洞在理論上也得到了充分的證明。萬有引力理論認為，質量是太陽質量3倍的球形天體，很可能收縮成為一個質點，這個質點的質量無限大，體積則很小，這就是“引力崩潰”現(xiàn)象。

由于黑洞的引力場非常強大，在其作用下，黑洞內部的一切物體都會被摧垮，故我們現(xiàn)在所知的所有類型的物質結構可能都對黑洞不適用——這就是著名的“黑洞無毛定理”。

黑洞的形成引起了眾多科學家們的關注，一時之間，眾說紛紜，莫衷一是。有人認為由于恒星一直在消耗其核燃料并釋放出光，當核燃料全部被耗盡時，由于自身引力過大而開始坍縮。黑洞是坍縮物質的質量3倍于太陽的質量而形成的。但是，科學家們認為這樣形成的黑洞的質量并不是特別大，其質量至多是太陽的50倍。也有人認為是宇宙大爆炸時產生了異乎尋常的力量，在這種力量的作用下，一些物質變得非常緊密，這些是原生黑洞。還有人認為，恒星密集地分布在星系或球狀星團的中心部分，而且經常有大規(guī)模的碰撞發(fā)生在這些密集的恒星之間，由此產生了超大質量的黑洞，這種黑洞的質量甚至超過了太陽的1億倍。

理論研究表明，宇宙間有各種大小和質量不同的黑洞。以太陽為例，太陽半徑為70萬千米，從太陽表面發(fā)射的宇宙飛船，要想徹底擺脫太陽引力的束縛，其發(fā)射初速度至少要達到每秒618千米，這就是太陽的逃逸速度。如果太陽的物質密度隨著其收縮而不斷增大，半徑就會不斷縮小。這時，其逃逸速度就會隨著太陽引力的增大而不斷增大。倘若太陽的半徑縮為3千米，在強大的引力作用下，其表面逃逸速度甚至超過了光速。這樣，太陽就變成了一個黑洞。

直到今天，還有許多關于黑洞的假說。人們沒有足夠的證據表明它是否真的存在，但同時也無法否認它的存在，因為作為一種理論模型，它解釋了許多天文現(xiàn)象。