黑洞之谜

黑洞，实际上是一团质量很大的物质，其中隐匿着巨大的引力场，这种引力大到任何东西，甚至连光，都难以逃脱黑洞的吞噬。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出来。而由于黑洞附近的光都无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。

黑洞与暗物质

1783年，皇家学会特别会员、英国自然哲学家约翰·米歇尔第一次提出，宇宙中可能存在引力强大到连光线都不能逃离的物体。他计算出一个具有太阳密度的天体必须多大才能使逃逸速度大于光速。他的计算依据是，当时最好的引力理论——牛顿引力理论和光的微粒理论。如果这样的天体存在，光就不能逃离它们，所以它们应该是黑的。太阳表面的逃逸速度只有光速的0.2%，但如果设想有一系列体积巨大，但密度与太阳相同的天体，那么逃逸速度会迅速增高。米歇尔指出，直径为太阳直径500倍的一个天体（与太阳系的大小相似），其逃逸速度应该超过光速。

神秘炫光的黑洞旋涡，美国天文学家认为黑洞也会自旋。

那么，黑洞是怎样产生的呢？其实黑洞的产生过程类似于中子星（即质量没有达到可以形成黑洞的恒星，塌缩形成的一种介于恒星和黑洞的星体）的产生过程。中子星的形成是因恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当其核心中所有的物质都变成中子时，收缩过程立即停止，这些中子便被压缩成一个密实的星球。但在更加巨大的恒星塌缩的情况下，由于恒星核心的质量大到会使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力和自身的吸引下就被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。这个物质就是黑洞，而最终形成的黑洞将变得像一个真空吸尘器一样，把任何靠近它的物体都吸进去。

为了理解黑洞的动力学，以及它们吞噬一切物质的原理，我们需要讨论和了解广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说，它适用于行星、恒星，同时也适用于黑洞。爱因斯坦在1916年所提出的这一学说，说明了空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变的。简言之，广义相对论认为某些特定的物质弯曲了空间，而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。

黑洞中心

如果从物理天体学的角度解释黑洞，实际上它也是个星球（或者说非常类似星球），只不过它的密度非常非常大，靠近它的物体都会被它的引力所约束，不管用多大的速度都无法脱离。对于地球来说，如果物体以第二宇宙速度（11.2千米/秒）向地球外运动就可以逃离地球，但是对于黑洞来说，它的第二宇宙速度之大，已经超越了光速，所以连光都跑不出来，于是射进去的光没有反射回来，我们的眼睛就看不到任何东西，只是一片黑色。

但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象的那样会吞噬一切物质。通过科学家的观测，黑洞周围存在辐射，而且很可能来自于黑洞，这说明有一些物质抵抗住了黑洞的吞噬。霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子，这些粒子在太空中成对产生，不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后，有的就会消失在茫茫太空中。一般说来，可能直到这些粒子消失时，我们都未曾有机会看到它们。

与别的天体相比，黑洞显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的，这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论研究，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。于是，即使是被黑洞阻挡的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线却会通过弯曲的空间绕过黑洞而到达地球。所以最终我们能够观察到黑洞后面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞具有“隐身术”的原因。

黑洞的秘密实在有很多，对此的研究无疑是本世纪最具有挑战性，也最令人激动的天文研究之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，而新的理论也在不断地提出。

当一颗恒星经过巨大黑洞时，巨大的潮汐作用会把恒星拉长。