1993年,日本和美國聯合研製的“宇宙與天體物理高級觀測衛星”(X射線觀測衛星)被發射到地球上空的軌道上。經過幾年的追蹤觀測,美國國家航空和航天局的一個研究小組的科學家,終於在1999年的夏季,抓住了一個超大黑洞吞食周圍天體的可見的證據。在下圖中,我們可以清晰地看到一個高速旋轉的“圓盤”,它就是研究黑洞的科學家在理論上預言的“吸積盤”。
所謂的吸積盤,就是被黑洞的強大引力吸進黑洞的天體物質,在進入黑洞的視界之前,會以極高的速度圍繞黑洞作旋轉運動,同時釋放出能量。因此,我們所觀察到的吸積盤的物質,在極高的能量的作用下,已經完全成為氣態。它們不斷地向宇宙空間發射出以X射線為主的能量。這也可以說是可見宇宙的物質,在走向不可見的“彼岸世界”時,告別的“餘熱”罷。
一個黑洞附近的吸積盤
照片中的這個其大無比的吸積盤,是研究小組在美國馬裏蘭州格林貝爾特的戈達德航天中心,通過1993年發射的宇宙與天體物理高級觀測衛星拍攝到的。科學家保羅和他的同事們介紹說,這個吸積盤位於星係-NGC3516的核心區域。在吸積盤的中心點處,有一個超大黑洞。科學家估計,這個超大黑洞的質量在100萬至10億個太陽係質量之間。對吸積盤的旋轉速度的測定表明:物質到達中心區域,即進入黑洞的視界之前,其速度已經高達每小時1000萬千米以上。就是說,對於我們來說,可見的物質的告別速度大約是每秒3000千米左右。
這個超大黑洞的內部是什麼樣的,我們一無所知。它到底會“吃掉”多少可見的物質,我們仍然是無法估計和預測。按照現有的天文學理論,被吸入黑洞的物質越多,黑洞本身的質量就越大,它進一步吞食周圍天體的本領就越大。
不過,讀者盡可以放心,即使像本文所提供的照片的這種超大黑洞,假如它能夠“無限製”地吞食周圍的天體,它“吃完”本身所在的星係,也至少需要幾千萬年以上的時間。更何況星係之間的距離都在數以千萬計光年以上呢。例如,星係-NGC3516與銀河係的距離就大約為1億光年。
宇宙空間的“蟲洞”
你或許感到這個題目太離譜了,宇宙空間怎麼會有“蟲”,而且還會有“蟲洞”。當我告訴你:且慢驚奇吧,這可是愛因斯坦的“傑作”啊。你一定會願意讀一讀這篇小文章了。
聰慧過人的愛因斯坦,居然選擇了Wormholes——蛀蟲之洞——這樣一個詞,來說明關於宇宙空間的最玄奧的理論設想。60多年過去了,今天看來,愛因斯坦的確不愧為科學界的奇才和非同凡響的巨人。
他居然能夠想象出如此絕妙的比喻:宇宙中有一些“蟲洞”,簡直是妙不可言。
由於光線在浩瀚的宇宙中都要“走”數以千萬年計的時間,所以天文觀測實際上就是直接觀看曆史。人類探索宇宙,就是在探索可以看見的曆史。曆史是一部充滿了哲理和爭鬥的厚厚的書籍,我們付出畢生的精力,也僅僅隻能讀完這部書的一部分篇章。蛀蟲則不然,它們可以輕而易舉地從這部書的第一頁,蛀出一個小洞,一直達到這部浩瀚史書的最後一頁。愛因斯坦設想,宇宙空間也有類似的“通道”,它可以幫助我們方便地通過宇宙空間。小蛀蟲通過書上的“蟲洞”往來於書的首頁和最後一頁之間時,它們是完全不管書上的文字寫些什麼內容。同樣的道理,人類通過宇宙中的那些特殊通道時,也完全可以不受平常的時空觀的限製。因此,愛因斯坦將這種魔幻般的宇宙中的特殊“通道”,稱之為“蟲洞”。
“蟲洞”到底是怎麼一回事?
愛因斯坦的廣義相對論指出,用盡了核燃料的、一定質量的恒星,在晚期可以因為重力坍縮而形成黑洞。在黑洞裏麵我們通常所理解的時間和空間都被超強的引力場扭曲了,改變了性質。那麼,同樣的道理,宇宙中就完全有可能存在著性質與黑洞類似、形態卻與之迥別的空間。這個空間就是蟲洞。