潮汐效應也變得更強了,而且會越來越強,越來越強,越來越強。

逃逸速度也變得更大了,而且會越來越大,越來越大,越來越大。

―速度特別重要。當一個天體坍縮到超過了中子星階段時,它的逃逸速度就不斷上升,一直上升到大於每秒299793千米。當發生這種情況時,光、無線電波、X射線,以及類似的輻射就不再能離開這個天體了。它們的運動都還不夠快。任何別的東西也不可能離開這個天體,因為科學家們相當肯定地認為,沒有東西能比光跑得更快。如果連光都不能逃離這個天體,那任何別的東西當然也就跑不掉了。

當一個物體剛好坍縮到連光都逃逸不了的時候,它的表麵到中心的距離就稱為史瓦西半徑。它是德國天文學家卡爾“史瓦西首先計算出來的。

4質量和太陽一般大的天體,如果它的史瓦西半徑大約是2.9千米。從它的一側表麵到中心是2.9千米,從它的中心到相反的另一側表麵也是2.9千米。這就是說,如果太陽收縮成一個直徑5.8千米的球,而質量卻保持不變,那麼光就不能從它那兒跑出來了,任何別的東西也都不能跑出來。

設想太空中某個地方有這樣一個小小的天體,任何東西隻要從離它很近的地方經過,都會被它俘獲,潮汐效應會把一切都撕得粉碎。那些碎片將繞著這個小天體打轉,最後終於掉進這個小天體中,而不管什麼東西,隻要一掉進去就再也出不來了。

由於任何東西隻能掉進去而沒法跑出來,所以這個小小的天體就宛如太空中的一個洞。由於甚至連光或者其他形式的輻射都出不來,所以這個微小的天體看上去應該是絕對黑暗的,因此,它是一個黑洞,天文學家們就是這樣稱呼它的。

黑洞的探測

如果一個黑洞離我們非常近,那麼我們就能感覺到它的引力效應,但是假如有一個黑洞在群星之間,離我們非常遙遠,我們能不能知道它在哪裏呢?看起來好像不行。一個質量像太陽那麼大的黑洞,直徑還不到一顆中子星的一半,況且黑洞又不發出脈衝式的輻射。

黑洞那麼小,又沒有可供我們接收的輻射,我們怎麼能探測到它呢?也許我們就是探測不到,也許黑洞隻不過是這樣的東西,天文學家可以談論它,卻永遠不能確切地知道它們究竟是不是真正存在。

幸而,還有一條可能的出路:雖然輻射不能離開一個1黑洞,但是當物質落人一個黑洞時,在它下落的過程中卻會發出X射線。

很少一點兒物質落向一個黑洞時,隻會發出很少量的X射線,這麼一點兒X射線遠在千百億千米以外,我們是探測不到的。

但是,假定有大量物質一直在落向某個黑洞:那麼,所發出的X射線就可能會多得能被我們探測到。

看來,好像並不會有那麼多的物質正在落人某一個黑洞,問題在於太空裏是空蕩蕩的。假如我們的太陽變成了一個黑洞,但是行星依然在遙遠的距離上環繞它運行,它們並不會掉到這個黑洞中去。太陽附近也沒有很多別的可以掉進去的東西。

但這是因為太陽是一顆單星,除了有幾顆行星以外,它完全是孤獨的,而天空中差不多有一半恒星成雙成對的,兩顆恒星彼此靠得很近,並且互相繞轉的現象非常普遍,有時這樣兩顆恒星中的每一顆質量都比太陽更大。

我們來設想一下,假如這樣一對大質量的恒星正在互相繞轉。較大的那顆將會首先耗盡它的燃料,膨脹成一顆龐大的紅巨星,然後爆發成為一顆超新星。這顆超新星把它的許多質量拋出去,剩下的部分將坍縮成一個黑洞。爆發中拋出去的質量有一部分落向另一顆恒星,使那顆恒星的質量變得比原先大得多。這個黑洞和它那顆姐妹恒星繼續互相繞轉,它很快就耗盡了自己的燃料,也開始膨脹成一顆龐大的紅巨星。

由於潮汐效應,這顆新形成的紅巨星朝向,黑洞那一麵的最外層被拉向黑洞。物質從紅巨星泄入黑洞,在此過程中發出大量的X射線。

這一過程將會持續好幾千年,在此期間X射線從四麵八方瀉人太空,它們的數量非常巨大,即使在極遙遠的距離上也能被探測到。

地球上的天文學家應該考察天空中發來X射線的那些地方。如果X射線來自某一個部位,那就說明它們是一顆坍縮恒星——一顆中子星或者一個黑洞——發來的。

如果那是一顆中子星,那麼由於這顆中子星在自轉,所以X射線就應該以快速脈衝的形式出現。如果它是一個黑洞,那就應該在所有的時間內都有X射線到來,因為它們並非來自那個黑洞,而是來自向那個黑洞下落的物質。如果是黑洞,X射線的數量也許會以某種不規則的方式時多

時少地變化,因為有時落進黑洞的東西會比其他時候更多一些。

在天空中探測到的第一批X射線源中,有一個在天鵝座內,它的位置是1965年確定的。它是一個特別強的射線源,人們稱之為“天鵝座”。在發現第一批脈衝星之後兩年,有些天文學家就懷疑天鵝座乂-1會不會也是一顆脈衝星,因而也是一顆中子星。

可是,天文學家們對X射線源還知之甚少,他們缺乏足夠的資料來回答這些問題。在1969年,一顆衛星載著專門探測X射線的儀器進人了太空。這顆衛星探測到161個X射線源,並且確定了它們的位置。破天荒的第一次,天文學家們掌握了大量的資料,可以對X射線源進行研究了。