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黑洞是“太空中最自私的怪物”吗

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黑洞是“太空中最自私的怪物”吗

黑洞是“太空中最自私的怪物”吗

“黑洞”这个名字,总是令人遐想联翩。那么,究竟什么是“黑洞”呢?

这个名字的第一个字“黑”,表明它不会向外界发射或反射任何光线,也不会发射或反射其他形式的电磁波—无论是波长最长的无线电波还是波长最短的γ射线。因此人们无法看见它,它绝对是“黑”的。第二个字“洞”,说的是任何东西只要一进入它的边界,就休想再溜出去了,它活像一个真正的“无底洞”。

也许有人会想:假如我用一只超级巨大的探照灯对准黑洞照过去,像照妖镜照住“妖怪”那样,黑洞不就“现原形”了吗?错了!射向黑洞的光无论有多强,都会被黑洞全部“吞噬”,不会有一点反射。这个“无底洞”,照样还是那么“黑”。把这种奇特的天体称为“黑洞”,真是太妙了。黑洞并不是科学家在一夜之间突然想到的。早在1798 年,法国科学家拉普拉斯就根据牛顿建立的力学理论推测:“一个密度像地球、直径为太阳250 倍的发光恒星,在其引力作用下,将不允许它的任何光线到达我们这里。”

这话是什么意思呢?我们不妨先从宇宙飞船说起。宇宙飞船要摆脱地球的引力进入行星际空间,速度至少要达到11.2 千米/ 秒,否则它就永远逃不出地球引力的控制。这11.2 千米/ 秒的速度,就是任何物体从地球引力场中“逃逸”出去所需的最低速度,称为地球的“逃逸速度”。太阳的引力比地球引力强大得多,因此太阳表面的逃逸速度也要比地球的大得多,为618 千米/秒。再进一步,要是一个天体的逃逸速度达到了光速,那么就连光线也不可能从它那里逃逸出去了。这样的天体就是黑洞,拉普拉斯所说的那个恒星便是生动的一例。光是宇宙间跑得最快的东西,既然连光都逃不出黑洞,那么其他一切东西也就休想逃出去了。

随着科学的发展,人们对黑洞的认识也越来越深入。如今,关于黑洞的更准确的说法是:“黑洞是广义相对论预言的一种特殊天体。它的基本特征是有一个封闭的边界,称为黑洞的‘视界’;外界的物质和辐射可以进入视界,视界内的东西却不能逃逸到外面去。”正因为黑洞如此“只进不出、贪得无厌”,所以才有了一个不雅的外号:“太空中最自私的怪物”。

不过,事情也不是那么简单。出乎人们意料,黑洞这个“怪物”,有时候竟然还十分“慷慨”。这又是怎么一回事呢?原来,在20 世纪70 年代,英国科学家霍金等人以量子力学为基础,对黑洞作了更缜密的考察,结果发现黑洞会像“蒸发”那样稳定地往外发射粒子。考虑到这种“蒸发”,黑洞就不再是绝对“黑”的了。霍金还证明,每个黑洞都有一定的温度,而且质量越小的黑洞温度就越高,质量越大的黑洞,其温度反而越低。大黑洞的温度很低,蒸发也很微弱;小黑洞的温度很高,蒸发也很猛烈,类似剧烈的爆发。一个质量像太阳那么大的黑洞,大约需要1066(即“1”后面跟着66 个“0”)年才能蒸发殆尽;但是质量和一颗小行星相当的小黑洞,竟然会在10-22(小数点后面21 个“0”再跟上一个“1”)秒钟内就蒸发得干干净净!

QQ:279582008

—— 100000whys

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