黑洞

　“黑洞”是一種天體：它的引力場(chǎng)強大得就連光也不能逃脫出來(lái)。根據廣義

　　相對論，引力場(chǎng)將使時(shí)空彎曲。當恒星的體積很大時(shí)，它的引力場(chǎng)對時(shí)空幾乎沒(méi)什么影響，從恒星表面上某一點(diǎn)發(fā)的光可以朝任何方向沿直線(xiàn)射出。而恒星的半徑越小，它對周?chē)�的時(shí)空彎曲作用就越大，朝某些角度發(fā)出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。[被屏蔽廣告]

　　等恒星的半徑小到一特定值（天文學(xué)上叫“史瓦西半徑”）時(shí)，就連垂直表面發(fā)射的光都被捕獲了。到這時(shí)，恒星就變成了黑洞。說(shuō)它“黑”，是指它就像宇宙中的無(wú)底洞，任何物質(zhì)一旦掉進(jìn)去，“似乎”就再不能逃出。實(shí)際上黑洞真正是“隱形”的，下面將會(huì )敘述。

　　黑洞是怎樣形成的呢？其實(shí)，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來(lái)的。我們曾經(jīng)比較詳細地介紹了白矮星和中子星形成的過(guò)程。當一顆恒星衰老時(shí)，它的熱核反應已經(jīng)耗盡了中心的燃料（氫），由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒(méi)有足夠的力量來(lái)承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼重壓之下，核心開(kāi)始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。

　　質(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星，質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據科學(xué)家的計算，中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽(yáng)的質(zhì)量。如果超過(guò)了這個(gè)值，那么將再沒(méi)有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發(fā)另一次大坍縮。

　　這次，根據科學(xué)家的猜想，物質(zhì)將不可阻擋地向著(zhù)中心點(diǎn)進(jìn)軍，直至成為一個(gè)體積趨于零、密度趨向無(wú)限大的“點(diǎn)”。而當它的半徑一旦收縮到一定程度（史瓦西半徑），正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無(wú)法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯(lián)系——“黑洞”誕生了。

　　與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術(shù)”，人們無(wú)法直接觀(guān)察到它，連科學(xué)家都只能對它內部結構提出各種猜想。那么，黑洞是怎么把自己隱藏起來(lái)的呢？答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線(xiàn)傳播的。這是一個(gè)最基本的常識�？墒歉鶕�廣義相對論，空間會(huì )在引力場(chǎng)作用下彎曲。這時(shí)候，光雖然仍然沿任意兩點(diǎn)間的最短距離傳播，但走的已經(jīng)不是直線(xiàn)，而是曲線(xiàn)。形象地講，好像光本來(lái)是要走直線(xiàn)的，只不過(guò)強大的引力把它拉得偏離了原來(lái)的方向。

　　在地球上，由于引力場(chǎng)作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周?chē)�，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著(zhù)的恒星發(fā)出的光，雖然有一部分會(huì )落入黑洞中消失，可另一部分光線(xiàn)會(huì )通過(guò)彎曲的空間中繞過(guò)黑洞而到達地球。

　　所以，我們可以毫不費力地觀(guān)察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術(shù)。

　　更有趣的是，有些恒星不僅是朝著(zhù)地球發(fā)出的光能直接到達地球，它朝其它方向發(fā)射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見(jiàn)這顆恒星的“臉”，還同時(shí)看到它的側面、甚至后背！

　　“黑洞”無(wú)疑是本世紀最具有挑戰性、也最讓人激動(dòng)的天文學(xué)說(shuō)之一。許多科學(xué)家正在為揭開(kāi)它的神秘面紗而辛勤工作著(zhù)，新的理論也不斷地提出。不過(guò)，這些當代天體物理學(xué)的最新成果不是在這里三言?xún)烧Z(yǔ)能說(shuō)清楚的。有興趣的朋友可以去參考專(zhuān)門(mén)的論著(zhù)。