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奇特的天体——黑洞

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  爱因斯坦的广义相对论认为,恒星演化到最后的结局,如果老年恒星爆发瓦解,遗留下的残核质量大于2.3个太阳质量,则这个致密的星体最后不会形成白矮星或中子星,而成为黑洞。黑洞也是天体,这个奇特的天体特征是:体积比中子星还小,密度比中子星还高,质量比中子星还大,引力比中子星更强。由于它自身引力坍缩,便形成一个封闭性的视界。这个“视界”就是黑洞的“势力”范围的边缘。一切外界的物质或辐射,只要落入这个视界,就会被黑洞迅速地“吞食”。而视界内的任何物质,包括光辐射在内,在逃逸不出黑洞引力的,有人形象地称黑洞是宇宙中的“吸尘器”。因此,通过可见光的观测是搜寻不到黑洞的。现在,发现黑洞踪迹的唯一方法是观察它对周围物体引力的特殊效应。为此,天文学家就要了解一些恒星或星际物质的特殊高速运动,判断引起这种突然加速的引力场的原因,从而监视黑洞的“黑手”。因此,黑洞虽然许进不许出,看不见,摸不着,似乎隐藏很深。然而,它在宇宙间绝不是与世隔绝,我们还是会从它对周边环境的蛛丝马迹影响中,抓住它的“黑手”的。

  目前,黑洞虽然还只是理论上研究的天体,但是,天文学家们早已开始在宇宙中搜查黑洞了,对被怀疑为“候选”黑洞进行全面审核。最早被怀疑为黑洞的天体是天鹅星座中X-1星。

  还发现一些星系中心可能存在着黑洞。从1997年1月公布的哈勃空间望远镜观测成果看,在观测过的15个星系中,就有14个星系中心极可能存在黑洞。另外还发现宇宙中存在三个超大质量的黑洞。它们的质量分别为太阳的5000万倍、1亿倍和5亿倍。同时,天文学家们早就注意到我们银河系中心也存在黑洞,而且已被越来越多的观测所证实。研究表明,银河系中心的暗物质质量大约是太阳的250万倍。当然,黑洞的引力和质量与整个星系比起来是微不足道的。它不可能吞食更多的恒星,更不能影响整个星系。

  迄今获得的证据表明,黑洞在宇宙中是大量存在的,并且在宇宙的演化过程中发挥重要作用。当然,现在天文学家对这种奇特的天体——黑洞的本质,还知之甚少,还在探索之中。但是,我们相信在不久的将来,黑洞和白洞的奇特本质,必将被天文学家们认识清楚。