宇宙黑洞深不可測嗎

天上的恒星也有生有死。一顆恒星死了，它變成什麽?它的死亡過程是怎樣的?

天文學家回答說：不同質量的恒星，死亡過程不同。恒星之死有三種不同的結局：白矮星、中子星、黑洞。

黑洞是什麽?黑洞是深不見底的洞嗎?不是。黑洞是一種非常特殊的天體，它穿著隱身衣，誰也看不見它，即使用強光照射、用雷達探測，也探尋不到它的蹤跡。但它卻又是存在的。它是比鐵還要沉重得多的物質。黑洞是一顆極其光輝燦爛的大質量恒星在暴死之後留下的遺骸。在銀河係內外，天文學家們已經找到了黑洞存在的證據。

早在1796年，法國數學家、天文學家拉普拉斯就預言：“一個密度如地球而直徑為250個太陽的發光恒星，南於其引力的作用，將不允許任何光線離開它，由於這個原因，宇宙中最大的發光天體不會被我們看見。”

他計算出，如果一個天體的質量和半徑大到一定程度，以光速運動的物體將不能逃脫該天體的引力束縛光線傳不出來，外界看不見它，這個天體就是絕對黑暗的。

地球的質量很小，任何天體隻要有超過11．2公裏／秒的運動速度，就可以逃出地球的引力束縛。從太陽表麵逃脫太陽引力束縛的速度也隻需600公裏／秒，而光子的運動速度高達30萬公裏／秒，它當然可以輕而易舉地飛向宇宙各處，使我們看見太陽的燦爛光輝。所有發光恒星，它們的引力都不足以拉住光線，達不到拉普拉斯所說的條件。

100多年後，愛因斯坦於1915年發表了廣義相對論。年輕的德國天文學家史瓦西根據廣義相對論的原理計算出，如果某個天體的全部質量都壓縮到很小的稱為“引力半徑”的範圍之內，該天體周嗣的空間就足夠彎曲到能夠把所有的物質包括光子都囚禁起來。從外界看，這個天體也是絕對黑暗的。

史瓦西對黑洞作了重新預言：存在一種不旋轉、不帶電、球狀對稱的天體。構成這種天體的條件是：當某一天體的質量與半徑之比約等於6750億億億克／厘米時，由於其強大的引力，光和其他一切物質都不可能從它上麵逃逸。任何物質接近這種天體時，都會被它強大的引力所吸收，像掉進了洞裏。

1968年美國天文學家惠勒為這種天體取名為“黑洞”。

一般說的黑洞半徑，是指它的引力半徑，或稱史瓦西半徑。它並不等於黑洞的真實表麵，而隻表示視線無法進入的範圍而已，天文學家們提出了許多種關於黑洞的看法，其中一個共同點是：黑洞是一個引力極其巨大的空間區域，任何接近它的物質，包括光線在內，都要被吸進這個空間中去而無法逃出。如果光都逃逸不出來，其他東西更不可能逃逸，都會被引力拉回去。

如果說，拉普拉斯所處的時代，人們對光和引力的本質還不甚了解，其計算結果很難與現實宇宙相聯係，那麽，史瓦西的計算建立在現代物理學堅實的基礎上，其可信的程度是不容忽視的。

按史瓦西的計算公式，引力半徑的大小隻與天體的質量有關。像太陽這樣質量的恒星，引力半徑是2．95公裏。如果把太陽的全部質量都壓進直徑5．9公裏的球，太陽將成為黑洞，永遠不再發光。與地球質量相當的引力半徑隻有8．9毫米。如果把屬於地球的一切物質，包括大氣、海洋、山脈、河流、人和一切生物統統壓縮到直徑l，78厘米的小球內，被壓縮後的地球引力就足夠大，地球就會成為一個黑洞。當然，地球被憑空壓縮而變成黑洞的可能性是不存在的，太陽也永遠不會具備被壓縮成黑洞的條件。然而，1939年，美國物理學家奧本海默卻計算出，一顆質量超過太陽質量三倍而又沒有任何熱核反應的“冷”恒星，一定會在自身引力的作用下塌縮成為黑洞。

在銀河係這個恒星大家族中，太陽隻是小字輩，有許多比太陽質量大幾倍、幾十倍的恒星。由質量產生的引力是指向恒星中心的，強大的引力最終會成為使恒星崩潰的魔掌。幸虧在恒星內部的高溫高壓條件下，原子核進行著強烈的聚變反應，這種熱核反應釋放出來的核能與聚向中心的引力相抗衡，使恒星維持著穩定的狀態，同時向外界輻射出強大的光和熱能，時間長達幾十、幾百億年。有熱核反應的恒星當然不是“冷”恒星，而是有很高溫度的天體。但是，熱核反應不可能永恒持久。當核燃料消耗殆盡的時候，引力魔掌就要顯示出它的絕對權威，使恒星走向毀滅而死亡。

大質量恒星死亡以後，它的屍骨就是黑洞。在宇宙的漫長曆史中，很多恒星應該燒盡了它們的核燃料並坍縮了。

僅僅在我們的星係中，大約總共有2000億顆可見恒星。黑洞的數目甚至比可見恒星的數目要大得多。這樣巨大數量的黑洞的額外引力就能解釋為何目前我們星係具有這樣的轉動速率，僅僅可見恒星的質量是不夠的。我們還有某些證據說明，在我們星係的中心有大得多的黑洞，其質量大約是太陽的10萬倍。星係中的恒星若十分靠近這個黑洞時，作用在它的近端和遠端上的引力之差或潮汐力會將其撕開，它們的遺骸以及其他恒星所拋出的氣體將落到黑洞上去。

光線都會被吸引進去，逃逸不出來，因此，黑洞是看不見的天體，怎樣知道黑洞的存在呢?

天文學家們通過探測發現，當黑洞吞吃周圍物質時，會發出強大的x射線。x射線是波長為0．00l～10納米範圍的高能電磁波輻射。如果兩個巨大的恒星組成雙星係統，其中一個已經超爆、死亡，變成黑洞；而另一個是仍在壯年的超巨星，兩者又靠得近，那麽黑洞就會大量吞吃同伴的外圍物質，發出強大的x射線。美、俄、德等國家發射的x射線探測衛星，發現了大量的宇宙x射線源。20世紀70年代，共找到4個符合條件的x射線雙星係統，其中最典型的一個叫做天鵝座X—l。

天鵝座x—l是一對雙星，亮的那顆是高溫藍色超巨星，半徑比太陽大23倍，質量比太陽大25～40倍。那顆看不見的伴星離它3000萬公裏。質量約為太陽的10～15倍。兩星周圍有強大的X射線發射。那顆看不見的伴星應當是一個黑洞。第一個被發現的黑洞——天鵝度x—l模型。

到20世紀90年代，天文學家們共發現10個符合黑洞條件的X射線雙星。其中兩個在銀河係之外的大麥哲倫星係中，其餘都在銀河係中。，

已知的黑洞中離我們最近的是V一464l，隻有1600光年。