“無限的黑洞乃是宇宙本身”

“黑洞”很容易讓人望文生義地將其想象成一個“大黑窟窿”，其實，黑洞遠沒有那么簡單，它是宇宙天體中的“個性一族”。

晴朗的夜晚人們遙望星空，除了那些亮晶晶的小星星之外，那些不發出亮光的星體的意義更為重大。

美國國家宇航局曾經發射了高能的天文觀測系統，以研究太空中看不見的光線。在發回的X射線宇宙照片中，最驚人的一幕是那些從前被認為“消失”了的星體依舊在放出強烈的宇宙射線，而且射線強度遠遠高于太陽這樣的恒星體。

這證明了長久以來的一個怪異設想：宇宙中存在著看不見的“黑洞”。

如前所說，黑洞是天體中的“個性一族”，它的性質不能用常規的觀念思考，但是它的原理并不難理解。黑洞的形成需要一個必要條件：一個巨大的物體集中在一個極小的范圍，而晚期的恒星恰巧具備了這個條件。當恒星能量衰竭時，高溫的火焰不能抵消自身重力，從而逐漸向內聚合，原子收縮，恒星很快進入白矮星階段，體積變小，亮度驚人。白矮星進一步內聚收縮，最后突然變成一個點。這就像跟太陽一樣大的恒星突然收縮成了高爾夫球那么大，甚至“什么都沒有”。在我們看來，是恒星消失了，而一個黑洞就這樣誕生了。

由于無限大的密度，崩坍了的星體具有不可思議的引力，附近的物質都可能被吸進去，甚至光線都不能逃脫——這是我們看不見它的原因。所以這個深不可測的洞，很形象地被稱為“黑洞”。

科學家相信大多數星系的中心都有黑洞，包括我們所在的銀河系。根據相對論，90%的宇宙都會消失在黑洞里。所以一種更令人吃驚的說法是：“無限的黑洞乃是宇宙本身”。

1．黑洞和想象的“不一樣”

在無數關于宇宙的故事中，黑洞是個神奇的存在。它就好像地球上的百慕大三角，是星海中神秘的幽靈。在關于太空的傳說里，它有時扮演吞噬一切的無底洞，有時是通往未知世界的星際之門。

但事實上，作為一種獨特的天體，黑洞和我們想象的不太一樣。

黑洞不是“洞”

很多人會把黑洞想象成一個洞或者是一個通道。在解釋引力對空間的彎曲時，我們經常用這樣的圖像表示：空間被想象成了一張床單，大質量天體對空間的彎曲就像把一個保齡球放在床單上一樣，黑洞變成了一個漏斗般的“洞”，這顯然讓人們對黑洞視界的形狀產生了誤解。

對于某個物體而言，它對你的引力取決于兩個因素：這個物體的質量和它到你的距離。這意味著，只要到該物體的距離相同，各物體受到的引力都是相同的。如果把所有這些引力相同的點串聯起來，就能得到一個以引力體為球心的球面。因此，從外面看上去，黑洞視界是一個黑色球面。

黑洞會轉動

在以前我們建立的理論模型中，黑洞是靜止的，但根據觀測和理論發展，現在我們認為它應該會轉動。恒星會自轉，它的核心也會轉動。當恒星的核心坍縮，越來越小時，它的自轉就會越來越快。就好像花樣滑冰運動員收回張開的手臂，加快自身的旋轉。即使恒星坍縮成了黑洞，它也仍然在轉動。

黑洞也不是“黑球”

當黑洞自轉的時候，黑洞的視界之外就會產生一個被稱為能層的橢球形區域。這就像地球自轉會導致赤道部分比兩極部分凸出一樣。一旦進入能層和視界之間，物體就無法靜止了，空間將被黑洞拖拽著，沿著黑洞自轉的方向運動。而在能層的內部，空間運動的速度會超過光速。

按照愛因斯坦的相對論，雖然物質不可能運動得如此之快，但空間本身卻可以。另一個有名的例子是宇宙大爆炸，當宇宙產生的那一剎那，空間急劇膨脹，其速度超過了光速。

另外，雖然黑洞沒有光，但它看上去并不總是黑的。因為體積小，所以很少有物質會正好掉進黑洞，它們會被它吸引，繞著它轉動。這些物質越來越多，會形成一個圍繞黑洞高速轉動的盤。

由于黑洞的引力會隨距離變化，因此如果靠近黑洞的物質的速度要遠遠超出外圍的，它們的相對運動就會導致劇烈的摩擦，使物質被加熱到數百萬度的高溫，于是黑洞附近的物質盤會發出極為明亮的輻射。

同時，磁場會驅動物質從中心向垂直于盤的兩側噴出。這兩條噴流在幾百萬甚至數十億光年之外都能被看見。連光都無法從黑洞中逃逸，黑洞卻會因這些物質成為宇宙中最“明亮”的天體。

黑洞會長大

當兩個黑洞碰撞的時候會發生什么？它們會形成一個更大的黑洞。同樣，黑洞吞食其他物質后也會長大。在早期宇宙中，當星系正在形成時，嬰兒星系核心處的物質會坍縮成一個質量極大的黑洞。隨著越來越多的物質掉入其中，黑洞會貪婪地消化它們進而生長，最終長成一個超大質量黑洞，其質量會達到太陽的數百萬甚至數十億倍。

不過，就像上文所說，掉入黑洞的物質會被加熱到極高的溫度，由此所發出的輻射會把物質向外推，阻止它們下落，隨著時間的流逝，停留在黑洞周圍的氣體和塵埃會形成恒星。但相對于氣體，恒星遠沒有那么容易掉入黑洞。最終由于沒有更多的物質落入，黑洞會停止生長。如今，在銀河系的中心就有這么一個超大質量黑洞，它的質量是太陽的400萬倍，離太陽26000光年。

黑洞如空氣

隨著質量的增大，黑洞的視界也會變大。物理法則告訴我們，黑洞視界的半徑和它的質量呈正比。也就是說，如果黑洞的質量增大到原來的兩倍，其視界的半徑也會增大兩倍，它的體積則會增大八倍（因為視界是個球面）。

接下來我們可以用計算把黑洞和空氣聯系起來：一個普通的黑洞，它的質量通常為太陽的三倍，視界半徑為9千米，此時它的密度為每立方厘米2000萬億克。如果你把它的質量翻一倍，其密度就會減少到原來的1/4；質量增大十倍，密度就會減少為原來的1/100。對于一個在星系團中常見的、10億個太陽質量的超大質量黑洞而言，它的密度只有每立方厘米0.001克，和地球上的空氣密度一樣。

2．宇宙會被黑洞吞沒嗎？

黑洞能吸進整個宇宙嗎？在原則上沒有什么東西可以充滿黑洞，但是我們的宇宙正在飛速地擴張。科學家發現其他河外星系都在移動，而且移動的速度越來越快。

如上所述，在銀河系中心有一個大的黑洞，這個黑洞沒有足夠大的能量來停止擴張，宇宙本身也沒有足夠大的能量停止擴張，最終宇宙擴張到極限而再回轉是可能的。有許多天文學家及理論物理學家相信這種現象將會發生。如果是那樣，宇宙本身就是一個黑洞，它本身被吸入，然后再回到所有黑洞內部最終的奇點。

如果一個勇敢的宇航員乘坐火箭船，在黑洞邊緣繞行，穿過黑洞的地平線，在那里將會看到什么樣的情景？他將會遭遇什么樣的危險？他將不能告訴我們他所知道的一切，因為這是一趟單程旅行。他將會被強大的引力所吸引，最后消失于無垠的宇宙之中。

隨著歷史的進程，人類已揭示了許多宇宙的秘密。但是對于那些古老之謎仍未能找到真正的答案，只有一件事是肯定的：許多問題的答案仍藏在黑洞的深處。

恒星痛苦掙扎，難逃黑洞厄運？

歐洲和美國天文學家借助太空望遠鏡在一個距地球7億光年的星系中觀測到了耀眼的X射線爆發。科學家相信，這是被位于該星系中央的黑洞所吞噬的一顆恒星發出的“臨終呼叫”。這是科學家首次找到超大質量黑洞撕裂恒星的強有力的證據。

同黑洞搏斗，力量對比極其懸殊。存在于星系中央的黑洞質量約為太陽質量的一億倍，而被撕毀的恒星質量僅與太陽質量相當。據推測，這顆恒星很可能在與另一顆恒星近距離相遇后，偏離了原先的運行軌道，結果與超大質量黑洞距離過近，在后者巨大的引力作用下伸展，直至被扯得四分五裂。不過這個黑洞并不“貪心”，它只“吃”掉了該恒星的1%。

宇宙會消亡嗎？

從理論上講，宇宙有誕生，就有消亡。至于宇宙如何消亡，現在還只能推測。

如果宇宙永遠膨脹，加上大質量恒星死亡后會成為黑洞，宇宙中的黑洞越來越多，它們會吞食掉宇宙中幾乎所有的物質。

如果宇宙轉而收縮，隨著溫度的不斷升高，包括恒星在內的各種天體都會逐漸解體，黑洞則會趁機飽食一頓，吞食幾乎所有的位置，最后黑洞火并，整個宇宙成為一個大黑洞。

當然在上述兩種情況中，總會有少許物質幸存下來，沒有被黑洞吞食。

根據斯蒂芬·霍金等人的理論，黑洞會逐漸蒸發為電子和光子等基本粒子。

同時，科學家還認為，質子也會衰變為反電子和Y射線光子。質子是各種原子核的主要成分，質子的衰變，就是各種物質的瓦解。因此，沒有被黑洞吞食的少許物質，也會成為電子和光子。

黑洞蒸發的電子，與質子衰變的反電子，相遇后湮滅為能量和光子，這樣，宇宙就坍縮了，消亡了。

能找到宇宙消亡的證據嗎？

宇宙消亡的最后標志是黑洞的蒸發殆盡和質子衰變使各種物質瓦解。

黑洞的最后蒸發，目前還無法用實驗去驗證，但質子是否衰變，科學家認為現在可以用實驗去檢驗。

有人曾經認為，質子衰變所需要的時間為1028年。這樣，在1028個質子中，（在10千克物質中就包含有這么多質子），每年應有1個質子發生衰變。但后來這個衰變時間被實驗否認了。

人們認為，質子衰變的時間應為1030～1032年。如果說質子衰變的時間為1032年的話，一個人一生中在身內會有1～2質子衰變。因此如果說質子衰變的時間確是1030年或1032年的話，目前是可以用實驗檢驗的。

檢驗的辦法是：將足夠數量的水，用水槽盛放并放在數百米深的地下（以排除各種干擾因素），在水槽四周設置大量探測儀器，探測質子的衰變反應。質子衰變時會產生一個反電子和一個中性π介子，π介子很快又會衰變為兩個Y射線光子，光子遇到水物質的原子核，會產生能量很高的正、反電子對，因而可以被探測到。如果水的數量在10000噸以上，每年我們應觀測到1次以上質子衰變。

但有的人認為，質子衰變時間為1080年，甚至更長，那就超出檢驗的范圍了。

宇宙到消亡還有多長時間？

宇宙還有多長時間消亡？這還純粹是一個揣測性的問題，而且簡直是虛幻飄渺的揣測！因而，科學家提供的數字很不相同。

丁·伊思蘭在《宇宙的最終命運》（1983年出版）一書中提出，1031年后，宇宙將形成一個超巨型黑洞，質量達太陽質量的1015倍。這個超巨型黑洞需要10106年時間才能蒸發完，從而變成電子和光子。

還有些理論認為，黑洞不可能將所有物質都吞食掉，逃脫厄運的物質將游離于黑洞之外。不過，這些游離物質因質子衰變而成為反電子和光子，只需要1033年。

有一種理論認為，由黑洞蒸發而來的電子和由質子衰變而來的反電子，并不都能雙雙湮滅成能量和光子。它們有的在1071年后雙雙組成相同繞轉的電子對原子（也叫偶電子素）。這些偶電子素每10萬年才靠近1厘米，由于相距遙遠（直徑達幾萬億光年），最后相遇湮滅需要10116年的時間！

只有到這時，即只剩下能量和光子時，宇宙才算最后消亡了。算算看，這是一段多長的時間！

3．黑洞吞食了這些人？

古希臘人認為，大批的人之所以突然消失，是因為得罪了海神普羅特斯。普羅特斯一般都在海底沉睡，每50年出現用一次餐。他通過爆發的火山來到人世間，可以變幻成任何形象出現。人們必須向他供奉幾百名處女，放在火山口供他食用。

位于舊金山加州大學的一位著名教授表示，這些人的失蹤與所謂的黑洞有關。地球上的時空會周期性地發生變化，有時整個城市處于完全不同的四度空間，有時甚至“被踢出去”。地球上有很多這樣的黑洞，人們經常會莫名其妙地遭遇它們。但是，這位教授堅持說：“物體不可能穿越時空，因此，我們可以發現失蹤者的物品留在了原地。”

500名士兵神秘失蹤

1915年8月21日，英國和土耳其戰爭期間，英國的一個陸軍營來到歐洲西南部靠近達達尼爾海峽的一個山谷里。這個營由500人組成，攜帶當時非常先進的武器裝備。但是，就在他們走入山谷后，一團神秘的藍色光霧突然出現，并且籠罩在他們周圍。然后，幾乎是一眨眼的工夫，那團朦朧的迷霧突然緊急上升，英國諾福克第5團第1營的士兵全部消失得無影無蹤，什么東西也沒有留下來。

在之后50年內，英國政府一直將這個秘密塵封起來，不讓外界知道，直到1967年，記載了20多個目擊者的證詞的文件才被公開。

神秘失蹤事件此起彼伏

類似的事情在全世界發生過很多次，但是到目前為止，失蹤者都沒有找到。

1890年，美國殖民地洛諾克島上大約100名村民也是這樣神秘失蹤的。當美國軍隊到達那里的時候，他們發現村子里的民房內都點著蠟燭，晚飯也擺好在桌上，可是到處空無一人。他們最初以為這些人是被印度人殺掉了，但是附近卻沒有一滴血跡，也沒有一具尸體。在村子里神父住所的柱子上，人們發現了一行匆匆忙忙寫下的字跡：“看起來好像不是……”

1923年2月5日，巴西佛得角上的600名居民突然失蹤，從此再也沒有出現過。警方仔細對那一帶進行了搜查。在學校里，他們發現一支槍丟在地上，顯然是用來抵抗突如其來的外力的。在教室的黑板上寫著：“沒有人來拯救我們。”