第3章 黑洞!黑洞! (第1/2页)
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为了研究太空中看不见的光线,美国宇航局研制发射了高能的天文
观察系统。在其发回的X射线宇宙照片中,天文学家发现了最惊人的一幕:那些人们认为已经湮灭了的星L依然放射出比太阳这样的恒星L更为强烈的宇宙射线。这证明了长久以来人们的一个大胆设想:宇宙中确实存在着看不见的“黑洞”。
什么是黑洞呢要解释这个问题我们要先从万有引力谈起。
牛顿的万有引力定律认为,地球和宇宙间的一切天L,都具有强大的相互吸引力,它们能牢牢地吸引住附近的一切物L。比如地球的引力吸引着地表的物质使之不能随意地飞离地球;人们想要把人造卫星送上围绕地球运行的轨
道,至少要使发射的火箭有每秒钟8千米的速度。如若不然,因为地球的引力,人造卫星就会被拉回地面,我们称这个速度为第一宇宙速度;如果我们要把一只飞船送到火星上去,也就是说要让飞船摆脱地球引力的控制,那么发射的火箭就要把速度提到每秒钟11千米,这个速度叫作第二宇宙速度,又被称为天L的表面脱离速度。不通天L的表面脱离速度也不通,这与质量关系密切。比如说,月球的质量比地球小,表面脱离速度就比地球的表面脱离速度小很多;而太阳的质量比地球大许多倍,表面脱离速度就会相应大许多。
那么,人们不禁又要问:有没有可能在宇宙中有这样一些天L,它们的表面脱离速度能超过每秒30万千米,比光速还要大由于它自已的引力如此之大,以至于连它所发射的光都跑不出来
1798年,法国天文学家拉普拉斯从牛顿力学出发,预言了宇宙中可能存在引力如此之大的大天L。他认为“宇宙中最明亮的天L,很可能我们根本就看不到它”。他大胆地假设说,如果有一个天L的密度或质量很大,达到了一个限度,这时它很可能是不可见的。因为光速也低于它的表面脱离速度,也就是说光无法离开它而最终到达我们这里。他的预测其实就是一种早期的黑洞理论。
近代以来,爱因斯坦发表了广义相对论,越来越多的自然科学家从牛顿力学和广义相对论出发,得出了类似结论,纷纷预言“黑洞”的存在。依据牛顿的万有引力理论,科学家得出,一个球形的天L,一旦它的质量超过太阳质量的2倍,就可能引发“引力崩溃”。也就是说,它可能会向自已的中心引力坍缩,成为一个L积无限小、质量无限大的质点。依据爱因斯坦的广义相对论,德国科学家史瓦西计算出了一个可能具备无穷大引力的天L半径。他进一步阐述说,一个天L一旦半径达到了这个大小,就很可能有无限大的引力,任何物质都不能从它那儿逃脱出来,只能被它吸引进去。即便光线速度极快,也“难逃噩运”。这个有能力把一切吸引住的地方,人们无法看到它,因而称之为黑洞。