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整理人: txdy(2001-05-21 23:24:29), 站内信件
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标 题: 黑洞
发信站: 网易虚拟社区 (Thu Apr 13 12:46:08 2000), 站内信件
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓
“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来
。
根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场
对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出
。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就
将沿弯曲空间返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表
面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像
宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真
正是“隐形”的，等一会儿我们会讲到。
那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也
是由恒星演化而来的。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时
，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。
这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下
，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡
。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子
星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过
了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩
。
这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一
个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史
瓦西半径)，正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出
，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无
法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎
么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传
播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯
曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，
而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏
离了原来的方向。
在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，
空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部
分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球
。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这
就是黑洞的隐身术。
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它
方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能
看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多
科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。不过，
这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友
可以去参考专门的论著。
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人生就象一场戏 只因有缘才相聚
天南海北不容易 是否应该更珍惜
为了小事发脾气 回头想想又何必
别人生气我不气 气出好歹谁如意
自得其乐总相宜 何必伤神又费力
相逢何必曾相识 桃花渊里多乐趣
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