黑洞的力量
黑洞是一種引力極強的天體,就連光也不能逃脫。當恒星的史瓦西半徑小到一定程度時,就連垂直表麵發射的光都無法逃逸了。這時恒星就變成了黑洞。
黑洞的“黑”,是指它就像宇宙中的無底洞,任何物質一旦掉進去,“似乎”就再不能逃出。由於黑洞中的光無法逃逸,所以我們無法直接觀測到黑洞。
然而,可以通過測量它對周圍天體的作用和影響來間接觀測或推測到它的存在。
黑洞也會發光
黑洞會發出耀眼的光芒,體積會縮小,甚至會爆炸。當英國物理學家史迪芬·霍金於1974年作此預言時,整個科學界為之震動。
科學家經過研究得出:盡管人們對於黑洞吞噬光線的能力了解得更多一些,但是它們也可以成為燦爛光芒的發源地,被黑洞吞沒的物質會在黑洞周圍形成一個呈螺旋形運動的圓盤,而圓盤在劇烈的翻騰過程中所產生的摩擦會將默默的氣體加熱到白熱狀態。
天文學家認為,這就是類星體發光的原因。因此,當天文觀測的結果開始證明更多的普通星係中央存在著黑洞時,天文學家自然會認為它們是能量已經耗盡的類星體。
黑洞改變星係的形狀
20世紀70年代,牛津大學的詹姆斯·賓尼通過計算認為:大多數橢圓形星係的形狀都非常奇怪,它的X軸、Y軸、Z軸中應該有一條較長,而另一條的長度則介於二者之間。橢圓形星係看上去可能有點像一粒西瓜子,或者一個被壓扁的橄欖球。
但是,後來的天文學觀測表明,大多數橢圓形星係的形狀要比賓尼描述的更為對稱。因為星係中央的黑洞擾亂了該星係恒星的運行軌道,從而使它們變得不穩定。事實上,我們很難相信黑洞擁有強大的吸力。但是,利用哈勃天文望遠鏡工作的天文學家公布了一張照片,使關於黑洞的強大力量之說有了新的證據,從中可以看到宇宙中電子流的噴發。
宇宙黑洞新發現
英國劍橋天文研究所一個小組利用電腦,模擬黑洞“吞噬”物質的情形,發現黑洞原來也有“飽到嘔”的時候,並非“貪婪”。這項發現使人們對黑洞的“成長”過程產生疑問。
研究小組負責人普林格爾博士說:“天文學家一般假設黑洞透過吸入物質不斷擴大。那表示在銀河係的演變過程中,中央黑洞會以極快速度擴張,我們在探索太空時,理應可看到這個過程。”
不過,天文學家卻找不到物質被慢慢吸入黑洞繼而燃燒發光的現象。電腦模擬過程顯示,物質在浮向黑洞之後,隨即被“吐”了出來。因此,銀河係的中心隱藏一個超巨型的黑洞,它擁有極大的萬有引力能吸吮光線。
天文學家早就懷疑有黑洞存在,原因是在黑洞周圍旋轉的氣團及宇宙塵中,排放出微弱的輻射,不過,天文學家卻是到了現在才找到證據,證明確實存在黑洞現象。
白洞是否存在
到目前為止,白洞並未發現。在技術上要發現黑洞,甚至超巨質量黑洞,都比發現白洞要容易。也許黑洞都有對應的白洞。
在現實中,白洞可能並不存在,因為真實的黑洞要比這個廣義相對論的描述要複雜得多。它們並不是在過去就一直存在,而是在某個時間恒星坍塌後所形成的。這就破壞了時間反演對稱性,因此如果順著倒流的時光往前看,將看不到白洞,反而看到黑洞變回坍塌中的恒星。
雖然白洞尚未發現,但在科學探索上,也許將來有一天,天文學家會真的發現白洞的存在。
白洞形成之謎
關於白洞是怎樣形成的,目前科學家們持有兩種不同見解。
一種觀點認為,當宇宙誕生的那一時刻,即當宇宙由原初極高密度、極高溫度狀態開始大爆炸時,由於爆炸的不完全和不均勻,可能會遺留下一些超高密度的物質暫時尚未爆炸,要再等待一定的時間以後才開始膨脹和爆炸,這些遺留下來的致密物質即成為新的局部膨脹的核心,也就是白洞。另一種觀點認為,白洞可以直接由黑洞轉變過來,白洞中的超高密度物質是由引力坍縮形成黑洞的時候獲得的。黑洞的蒸發使黑洞的質量減小,從而使黑洞的溫度升高,蒸發也越演越烈,最後以一種“反坍縮”式的猛烈爆發而告終。這個過程就是不斷向外噴射物質的白洞。
白洞與黑洞一樣,隻是一種假想,必須在找到了確切的證據之後,才可以給它下一個正確的定論。