黑洞就像一個謎,沒有人能看見它。但黑洞強大的吸引力會影響它附近的天體,這些天體在被黑洞吸引、吞沒的過程中,會發射出X射線或γ射線,而一旦落入黑洞,便無影無蹤。科學家就是通過觀測這些射線,發現了黑洞的蛛絲馬跡。例如,天鵝座X—1的伴星可能就是一個黑洞。
黑洞是宇宙中最神秘的物體,所以叫它黑洞,是因為它們本身不會發出任何可見光。雖然它們曾經是宇宙中最明亮的物體,但當它們在生命結束時的爆發中拋卻了明亮的外殼,隻留下了超壓縮的內核。這個內核的引力極其強大,以致於光也不能從它那裏逃逸。所以也就不會有人看到它。
黑洞雖然體積很小,但密度卻大得驚人,每立方厘米的質量就有幾百億噸甚至更高。由於它的密度大,所以引力也特別強大。不管什麼東西,隻要被它吸進去,就別想“爬”出來。由於黑洞本身不發光,所以用任何強大的望遠鏡都看不見黑洞。
那麼黑洞又是怎麼形成的呢?當大質量的恒星演變到晚年,經過超新星爆發,就有可能坍縮成黑洞。科學家認為,它的核一般會坍縮成中子星,但如果這個核的質量特別大,就會進一步收縮成黑洞。處於此階段的恒星具有巨大的引力場,使得它所發射的光和電磁波都無法向外傳播,變成看不見的孤立天體,人們隻能通過引力作用來確定它的存在,所以叫“黑洞”,也叫“坍縮星”。在宇宙早期,也會形成一些小黑洞。小黑洞的體積隻有原子核那麼大,質量卻和一座山差不多,達到上億噸,裏麵蘊藏具大的能量。
黑洞的巨大引力甚至扭曲了空間和時間。物理學的定律在黑洞的中心失去了任何意義。沒人可以看到黑洞的內部,但數學家卻可以證明。計算的結果可能大大出乎人們的想象。愛因斯坦把空間比喻成一個有彈性的平麵,比如說像氣球皮。如果把一個球放到這個平麵上,它就會出現一個凹陷。球越重越大,凹陷也越深。人們把這形象地稱為引力井。如果物質被引力吸入井中,它將永遠告別這個宇宙,而可能以另外的形式出現在井的那一端。
黑洞是看不見的,隻有當它靠近另一顆恒星,才會露出端倪;或者我們直接從那些明知是雙星卻又找不到另外一顆的地方去探索。如果算出這類恒星的質量比太陽大得多,又有很強的X射線發出,就有可能是黑洞了。
知識點
中子星
中子星,又名波霎,是恒星演化到末期,經由重力崩潰發生超新星爆炸之後,可能成為的少數終點之一。簡而言之,即質量沒有達到可以形成黑洞的恒星在壽命終結時塌縮形成的一種介於恒星和黑洞的星體,其密度比地球上任何物質的密度大相當多倍。
中子星的密度為10^11克/立方厘米,也就是每立方厘米的質量競為1億噸之巨!事實上,中子星的質量是如此之大,半徑十千米的中子星的質量就與太陽的質量相當了。
同白矮星一樣,中子星是處於演化後期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。隻不過能夠形成中子星的恒星,其質量更大罷了。根據科學家的計算,當老年恒星的質量大於10個太陽的質量時,它就有可能最後變為一顆中子星,而質量小於10個太陽的恒星往往隻能變化為一顆白矮星。
但是,中子星與白矮星的區別,不隻是生成它們的恒星質量不同,它們的物質存在狀態也是完全不同的。
延伸閱讀
星球之間的吞食
天文學家曾預言:如果有兩顆星球彼此靠得十分近,那麼其中一顆就可能被另一顆吞食掉。現在,這種天文現象已經被科學家的觀測所證實。
原來,宇宙中的星球有很多是兩顆星相互繞轉的。星球吞食現象,大多發生在靠得很近相互繞轉的雙星中。雙星之間互相吸引,兩者距離較近,在軌道上運行速度不斷加快。當這種現象到一定程度時,其中一顆星開始膨脹,它的內層就會向外層延展,這對於它的伴星來說,猶如一張大網,隻要伴星向網靠攏一步,就會被其俘虜,在天文學家的眼中,這顆伴星就被吞食了。被吞食的星球,從此就失去了能量,在這兩顆星球周圍就會出現一個圓環或行星狀星雲。不僅星球之間互相吞食,星係之間也會相互吞食。這些現象天文學家用射電望遠鏡都曾觀測到並有記載。
可見,在天體之間的“吞食”現象也會經常發生。