如果一個天體質量足夠大、體積足夠小,那么它的引力大得就會連光都逃不出去。這種天體就是黑洞。黑洞這一概念剛提出來時曾被人們稱做癡人說夢,但科學家的研究日益證明了這種天體的確存在。一些科學家還因研究黑洞而出了名,其中最有名的一位要算英國科學家霍金了。
霍金的黑洞理論概括起來就是一句話:黑洞不黑!與先前主流觀點不同,霍金認為黑洞并不像人們認為的那樣是完全黑暗,也就是對任何射線(包括光線,即可見光,也是一種射線)只吞不吐。他認為黑洞也會向外發射x射線、γ射線等輻射。這種輻射被命名為“霍金輻射”。
近年來,科學家又發現了黑洞許多新的怪脾氣。英國科學家對由巨大黑洞和小型黑洞發出的x射線輻射進行了比較研究后發現,盡管黑洞的大小各異、質量也相差甚遠,但在吸收周圍氣體,同時放射出x射線的過程中,卻有著相同的規律,如同快慢不同但演唱音調相同的“同一首歌”。這一發現可幫助天文學家對黑洞的“歌唱曲調”進行分析并推算黑洞的質量等特性。
科學家發現黑洞的另一個怪脾氣是“消化不良”。劍橋大學天文科學家發現,引力強大無比的黑洞,可能并非擁有所假設的吞噬一切的“胃口”。科學家通過模擬結果發現,如果“喂”給黑洞的物質過多過快,先被黑洞吞下的部分還會不斷地被吐出來,最終使得只有很小一部分物質真正進入黑洞。
在我們的生活中,兩個脾氣古怪的人相遇往往會發生激烈爭吵,如果兩個怪脾氣的黑洞相遇會出現什么情景呢?科學家最近借助功能強大的超級計算機,首次模擬出了兩個大小不一的黑洞劇烈碰撞的過程。他們發現,兩個黑洞碰撞后會形成新黑洞,并釋放出極大的能量。分別為15個和10個太陽那么重的兩個黑洞相撞時,釋放出的能量將比太陽過去50億年來產生的能量總和還要多出數千倍!
上述兩個黑洞相遇的過程是在計算機上模擬出來的,現實中天文學家觀測到這種現象了嗎?美國和意大利的科學衛星,探測到的一次極強大的γ射線爆發有可能是兩個黑洞相遇后的結果。這次爆發在數十秒鐘之內釋放出的能量可能相當于一萬個太陽在50億年里釋放能量的總和。這次爆發被認為是發生在距地球幾十億光年的宇宙深處,其亮度比以前發現的最強爆發還要高10倍,用現有理論無法解釋。因此科學家認為,這次爆發用兩個黑洞相遇解釋比較合理。
說完了黑洞的怪脾氣,
我們再來看看宇宙中究竟存在著多少個黑洞?原先人們認為宇宙中黑洞并不多,但科學家發現在宇宙尺度上(宇宙尺度也就是宇宙的空間范圍,目前天文觀測范圍已經擴展到200億光年的廣闊空間),黑洞幾乎“無處不在”,僅在我們生活的銀河系就有不少。日本科學家發現銀河系中心存在24個黑洞,其質量分別相當于太陽的3200倍到125萬倍不等。
不過,盡管黑洞很多,但科學家發現黑洞的個頭卻呈現出兩個極端,大的很大,小的很小,缺乏中間過渡層次。大的就是超巨黑洞,一般存在于星系的中心,質量達到太陽的數百萬甚至數十億倍。小的黑洞的質量與太陽基本處于一個重量級,據認為是相當于10倍太陽質量的恒星在發生超新星爆發后形成。
小卡片