黑洞:可怕的“无底洞”
时间:9月7日
天气:晴
考察目标:无法逃脱的“魔爪”——黑洞
困难指数:
“黑洞”可不是普通的洞穴,它是一种特殊的天体,密度大得惊人。要知道与太阳质量相同的一个黑洞,其平均密度就高达每立方厘米200亿吨呢。
黑洞就像一头张着血盆大口的怪兽,只允许外面的东西进去,不允许里面的东西出来。任何物质只要靠近它,都有去无回。因为黑洞具有强大的引力,会把一切物质和辐射吞噬掉,包括光。光碰到黑洞,会像水被旋涡吸入一样,刹那间变得无影无踪。因此,要看到黑洞里面是不可能的。
那么,如此“咄咄逼人”的黑洞究竟从何而来呢?原来,普通大小的恒星死亡后会坍缩成白矮星,巨大的恒星死亡后会坍缩成中子星,而特别巨大的恒星在耗尽所有的能量后,会坍缩成一个引力非常强的区域,这就是黑洞。
早在1978年,法国科学家拉普拉斯就依据牛顿引力理论猜测,宇宙中可能存在着一种奇异的天体。这种天体具有很强的引力,它所发射的光完全被它自身的引力拉住,即使速度高达每秒30万千米的光子也无法摆脱这种引力的牵制。
物理学的定律在这个天体的中心失去了意义,它巨大的引力甚至扭曲了空间和时间,因此这种天体即使存在,也无法被人类现有的观测仪器观测到具体状况,更别说企图接近它了,也许这就是它被人们称为“黑洞”的原因吧。
玻璃弹子大的地球
白矮星、中子星的密度已经够大的了,但还远远赶不上黑洞。用个形象的比喻,要是地球的密度和白矮星一样大,那么它就会缩成一个直径仅几百米的球体;要是地球的密度相当于中子星,它就会像热气球那么大;要是地球被压缩成黑洞,那它就只有玻璃弹子那么大了。
时间被“冻结”了
假如人类坐着一艘异常坚固、足以抗拒黑洞引力的飞船去探测某个黑洞。受黑洞引力的影响,当离黑洞越近时,时钟就走得越慢;当飞船到达黑洞的边界时,时钟慢得已经达到极限,时间被“冻结”了!而一旦飞船进入黑洞的世界,一切都荡然无存,时间和空间都到了尽头!
可是,地球上的监测者却永远看不见最后到底发生了什么,这不仅仅因为黑洞内漆黑一片,还因为到达临界点时,信号波将变得无穷大,完全丧失了传播能力,因此在监测屏上自然什么也看不见了。
最小的黑洞
黑洞的质量似乎没有上限,有一些甚至是太阳质量的数亿倍。那么,最小的黑洞究竟有多小呢?2008年,美国天文学家发现了最小的黑洞,它的质量是太阳的3.8倍,直径只有24千米。
按照天文学家的估计,能产生黑洞的最小恒星的质量可能是太阳质量的1.7~2.7倍,那些质量达不到这一标准的恒星则只能产生中子星,而不是黑洞。