晴朗的夜晚人們遙望星空。那些亮晶晶的小星星看起來沒有什麼個性,它們存在的唯一證明隻是它們的明亮。然而還有不發出亮光的星體,它們的意義更為重大。美國宇航局曾經發射了高能的天文觀測係統,研究太空中看不見的光線。在發回的x射線宇宙照片中,最驚人的是那些從前被認為已“消失”了的星體依舊放出強烈的宇宙射線,遠甚於太陽這樣的恒星體。這證明了長久以來的一個怪異設想:宇宙中存在著看不見的黑洞。
黑洞的性質不能用常理的觀念思考,但是它的原理大家都能接受。黑洞形成的必要條件就是:一個巨大的物體,集中在一個極小的範圍。
晚期的恒星恰巧具備了這樣的條件。當恒星能量衰竭時,向外的張力不能抵消自身的重力,恒星逐漸向內聚合,由於強大的動力,會使得電子都被壓入原子核,原子收縮,恒星進入白矮星階段,體積變小,亮度驚人。白矮星進一步內聚,最後突變成一個點,整個過程不到一秒。在我們看來恒星消失了,一個黑洞誕生了。
一個像太陽這樣大的恒星,自身引力如此之大,可能最終收縮成像一個高爾夫球那樣大,甚至“什麼都沒有”。由於無限大的密度,崩坍了的星體具有不可思議的引力,附近的物質可能被吸進去,甚至光線都不能逃脫——這就是看不見它的原因。這個深不可測的洞,就被稱為“黑洞”。科學家相信大多數星係的中心都有黑洞,包括我們身在其中的銀河係。根據相對論,百分之九十的宇宙都消失在黑洞裏。所以一種令人吃驚的說法是:“無限的黑洞乃是宇宙的本身。”
黑洞裏麵有什麼?我們隻能從理論上推測。假如一位勇敢的宇航員駕駛飛船奔向黑洞,他感覺到的第一件事就是無情的引力。從窗口望出去周圍是星光襯托下的一個平底鍋似的圓盤。走得更近了,遠方似乎寬廣的“地平線”發出x光,包圍著深不可測的黑洞。光線在附近扭曲,形成一個光環。這時宇航員想要返航已經來不及了,巨大的引力吸引著他向黑洞中心飛去,頭和腳之間巨大的引力差使他如同坐在刑具台上,遠在“地平線”以外5000千米,引力就把他撕碎了。
那麼,怎樣才能在無際的太空中發現黑洞呢?天文學家利用光學望遠鏡和x射線觀察裝置密切地注視著幾十個“雙子”星座,它們的特別之處在於兩個恒星大小相等,誰都不能俘獲誰,因而互相圍繞著運轉。如果其中一顆星發生了不規則的軌道變化,亮度降低或消失,有可能就是因為附近產生了黑洞。
人類為探索黑洞付出了不懈地努力。
最為成功的是在肯尼亞發射的第一顆x射線衛星觀測係統,這個係統被稱做“烏胡魯”。這個裝置在發射後運行3個月就發現了天鵝星座的異常。天鵝座X-1星發出的“無線電波”使得人們可以準確地測定它的位置。X-1星比太陽大20倍,離地球8000光年。研究表明這顆亮星的軌道發生了改變,原因在於它的看不見的鄰居——一個有太陽5~10倍大的黑洞,它圍繞X-1旋轉的周期是5天,它們之間的距離是2000萬千米。這是人類確定的最早一個黑洞體。
自從哥白尼和伽利略以來,還沒有一個關於宇宙的理論具有如此的革命性。黑洞的普遍性一旦證實,那麼宇宙不僅比我們想像的神秘,而且比我們所能想像的還要神秘。我們知道宇宙處於不斷的擴張中,這是“宇宙核”初期爆炸的結果,宇宙核乃是一切物質的來源。當那裏的物質越來越稀薄時,宇宙是否停止擴張?天體的巨大引力是否最終引起宇宙收縮?相對論的回答是肯定的,黑洞的存在部分有力地證實了這種預言。即使宇宙不會消失在一個黑洞中,也可能會消失在幾百萬個黑洞中。另外,徹底揭開黑洞之謎,還意味著給予有關人類終極命運的思索以一個明確的答案。
恒星是由熾熱氣體組成的、本身能發光的天體。
黑洞是一種體積極小、質量極大的天體。由於質量巨大,黑洞擁有極強的引力,連光也無法從中逃逸。
白矮星的光度隻有太陽的幾萬分之一,體積比地球小,但它的密度卻大得驚人:每立方厘米的白矮星物質就有幾百千克。
恒星常常愛好“群居”,天上有很多一對對的星星“緊緊地”靠在一起,按照一定的規律互相繞轉著,科學上稱它們為雙星。大約有二分之一的星星都過著這種“成雙成對”的生活,更有一些稱做聚星的係統,那就是三顆、四顆或更多顆恒星聚集在一起。有時有十多顆,甚至成千上萬顆星聚集在一起,形成團星,這就是“星團”。