宇宙中的神秘星体——黑洞

“黑洞”犹如宇宙中的“牧场”，它的引力非常大，能把周围的一切物质吸进去。然而，人类对黑洞的认识还只是沧海一粟。“黑洞”就是一个引人注目的科学之谜。

为什么称之为黑洞呢？首先，人们根本看不见它，它不向外界发射或反射任何光线；其次，任何东西一旦进入其中，就无法出来。黑洞就像一个处于饥饿状态的无底洞，永远也填不饱。因此它也被称为“星坟”。

黑洞为什么有如此奇特的禀性呢？让我们先从万有引力谈起。

地表的物质在地球引力的作用下，不能任意飞向空中；人造卫星要想被送上围绕地球运行的轨道，至少要用每秒钟8千米的速度发射火箭，否则，在地球引力的作用下，人造卫星还是会被拉回地面，这就是第一宇宙速度；同样飞船只有完全摆脱了地球的引力控制，才能飞到别的星球上去，此时的火箭速度就要达到每秒11千米，这就是天体的表面脱离速度，也就是第二宇宙速度。

小黑洞

一些天文学家认为小黑洞是由于宇宙大爆炸产生的无限力形成的。它的体积虽然只有几个原子那么大，但质量却有几十亿吨。史迪芬·霍金的计算结果表明小黑洞周围强大的引力使它最终会爆炸，越大的黑洞寿命越长。他还提出，产生于创世大爆炸的微型黑洞应该会立即爆炸。

根据万有引力定律，包括太阳、月亮、地球在内的宇宙间的一切天体都具有非常强大的吸引力，附近的一切物体都能被它们紧紧地“抱”在怀里。

天体的表面脱离速度并不都是一样的，任何存在于宇宙中的天体，都有其不同的质量，因此也有不同的表面脱离速度，任何天体只有达到这个速度，才能从它那里飞出来。

法国天文学家拉普拉斯早在1798年就根据牛顿力学，预言宇宙中存在着质量很大的天体。虽然拉普拉斯当时没有用黑洞来描述自己的理论，但是谁也无法否认它和“黑洞”理论有异曲同工之处。

黑洞的构造

所有的黑洞基本结构相同，中心的奇点部分被一个不可见的边界围着，我们称它为“视界”，没有东西可以从里面逃出来。视界的尺码叫史瓦西半径，它的名字得自于一个认识到它重要性的物理学家。旋转的黑洞构造更加复杂，它有一个能层（一个像宇宙漩涡的区域），里面还有一个内部视界，它奇点的形状像个戒指。

现在，黑洞有了更加确切的定义：黑洞是一种特殊天体，其基本特征是具有一个视界，这个视界是封闭的，一切在视界内的物质和辐射都不能跑到外面去，外界的则可以进入视界。事实上，黑洞曾被爱因斯坦的广义相对论预言过。

黑洞在理论上也得到了充分的证明。万有引力理论认为，质量是太阳质量的3倍的球形天体，很可能收缩成为一个质点，这个质点的质量无限大，体积则很小，这就是“引力崩溃”现象。

由于黑洞的引力场非常强大，在其作用下，黑洞内部的一切物体都会被摧垮，故我们现在所知的所有类型的物质结构可能都对黑洞不适用——这就是著名的“黑洞无毛定理”。

黑洞的形成引起了众多科学家们的关注，一时之间，众说纷纭，莫衷一是。有人认为是由于恒星一直在消耗其核燃料并释放出光，当核燃料全部被耗尽时，由于自身引力过大而开始坍缩。黑洞是坍缩物质的质量3倍于太阳的质量而形成的。但是，科学家们认为这样形成的黑洞的质量并不是特别大，其质量至多是太阳的50倍。也有人认为是宇宙大爆炸时产生了异乎寻常的力量，在这种力量的作用下，一些物质变得非常紧密，这些是原生黑洞。还有人认为，恒星密集地分布在星系或球状星团的中心部分，而且经常有大规模的碰撞发生在这些密集的恒星之间，由此产生了超大质量的黑洞，这种黑洞的质量甚至超过了太阳的1亿倍。

理论研究表明，宇宙间有各种大小和质量不同的黑洞。以太阳为例，太阳半径为70万千米，从太阳表面发射的宇宙飞船，要想彻底摆脱太阳引力的束缚，其发射初速度至少要达到每秒618千米，这就是太阳的逃逸速度。如果太阳的物质密度随着其收缩而不断增大，半径就会不断缩小。这时，其逃逸速度就会随着太阳引力的增大而不断增大。倘若太阳的半径缩为3千米，在强大的引力作用下，其表面逃逸速度甚至超过了光速。这样，太阳就变成了一个黑洞。

直到今天，还有许多关于黑洞的假说。人们没有足够的证据表明它是否真的存在，但同时也无法否认它的存在，因为作为一种理论模型，它解释了许多天文现象。