黑洞和白洞

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如果有一個天體的引力場強得使其逃逸速度達到、甚至超過了光速，那么任何物體——甚至包括光在內，就都不能逸出其引力場了。因此，我們將無法看見它，它仿佛是絕對“黑”的；而且，任何東西只要進入它的“勢力范圍”，就必將被它的引力場吞噬而不可復出，所以它又宛如一個“無底洞”。因此，人們便將這種具有極強引力場的特殊天體稱為“黑洞”。

今天，人們給黑洞下的定義則是:它是廣義相對論預言的一種特殊天體，其基本特征是具有一個封閉的邊界，既黑洞的“視界”；外界的物質和輻射可以進入視界，視界內的一切卻都不能跑到外面。

黑洞有三種來源:(1)恒星在其晚年核燃料全部耗盡，星體開始引力坍縮；若坍縮物質的質量大于太陽質量的3倍，則坍縮產物便是黑洞。此類黑洞的質量一般不超過太陽質量的50倍。(2)星系或球狀星團的中心部分恒星密集，星體之間容易發生大規模的碰撞，由此產生的超大質量天體坍縮后可以形成質量超過太陽一億倍的巨大黑洞。(3)根據大爆炸宇宙學，當初發生大爆炸時，異常巨大的爆炸力把一些物質擠壓得極其緊密，于是形成所謂的“原生黑洞”。其典型尺度僅相當于一個基本粒子，質量則與小行星相仿。

本世紀七十年代，人們發現黑洞會以類似于“熱輻射”的方式穩定地向外發射粒子。因此黑洞并不是絕對“黑”的；而且黑洞的質量越小，發射粒子的速度也越快，這叫做“自發蒸發”。一個質量與太陽相當的黑洞，約需1066年才能蒸發殆盡；但是原生黑洞卻能在10-23秒之內蒸發得一干二凈。自發蒸發使黑洞的質量減少，質量減少又促使自發蒸發進一步加劇。如此下去，黑洞的蒸發便會愈演愈烈，最后它將以一種“反坍縮”式的猛烈爆發而告終。人們將這類反坍縮式的爆發天體稱為“白洞”。