第15章 黑洞(3)[第1页/共3页]

黑洞是科学史上极其罕见的景象之一，在没有任何观察到的证听申明其实际是精确的景象下，作为数学的模型被生长到非常详确的境地。的确，这常常是黑洞反对者的首要论据：人们如何能信赖如许的物体，其独一的证据是基于令人思疑的广义相对论的计算呢？但是，1963年，加利福尼亚的帕罗玛天文台的天文学家马丁・施密特测量了在称为3C273（便是剑桥射电源编目第三类的273号）射电源方向的一个暗淡的类星体的红移。他发明引力场不成能引发这么大的红移――如果它是引力红移，这类星体质量必须这么大，并且离我们必须这么近，必将滋扰太阳系中的行星轨道。这表示这个红移是由宇宙的收缩引发的，进而表白此物体离我们非常悠远。因为在这么远的间隔还能察看到，它必须非常亮，也就是必须辐射出大量的能量。人们会想到，产生这么大能量的独一机制看来不但是一个恒星，而是一个星系的全部中间地区的引力坍缩。

人们以为，在类星体的中间是近似的，但质量更大的黑洞，其质量约莫为太阳的1亿倍。比方，用哈勃望远镜对称为M87的星系停止的观察揭暴露，它含有直径130光年的气体盘，该盘环绕着20亿倍太阳质量的中间物体扭转。这只能是一个黑洞。只要落入此超重的黑洞的物质才气供应充足强大的能源，用以解释这些物体开释出的庞大能量。当物质旋入黑洞，它将使黑洞往同一方向扭转，使黑洞产生一个磁场，这个磁场和地球的磁场非常相像。落入的物质会在黑洞四周产生能量非常高的粒子。该磁场是如此之强，能将这些粒子聚焦成沿着黑洞扭转轴，也即在它的北极和南极方神驰外放射的射流。在很多星系和类星体中确切察看到这类射流。人们还能够考虑存在质量比太阳质量小很多的黑洞的能够性。因为它们的质量比昌德拉塞卡极限低，以是不能由引力坍缩产生：如许小质量的恒星，乃至在耗尽了本身的核燃料以后，还能支撑本身对抗引力。只要当物质由非常庞大的外界压力紧缩成极度紧密的状况时，才气构成小质量的黑洞。一个庞大的氢弹可供应如许的前提：物理学家约翰・惠勒曾经计算过，如果将天下陆地里统统的重水制成一个氢弹，则它能够将中间的物质紧缩到产生一个黑洞。（当然，当时没有一小我能残留下来察看它！）比较实在的一种能够性是：在极初期宇宙的高暖和高压前提下能够产生如许小质量的黑洞。因为只要一个比均匀值更紧密的小地区，才气以如许的体例被紧缩构成一个黑洞，以是只要当初期宇宙不是完整光滑的和均匀时，这才有能够构成黑洞。但是我们晓得，初期宇宙必然存在一些无规性，不然现在宇宙中的物质漫衍仍然会是完整均匀的，而不能结块构成恒星和星系。

人们还发明了很多其他类似的类星体，它们都有很大的红移。但是它们都分开我们太远了，以是对之停止察看太困难了，不能给黑洞供应结论性的证据。

在宇宙的冗长汗青中，很多恒星必定烧尽了它们的核燃料并坍缩了。黑洞的数量乃至比可见恒星的数量要大很多。

很清楚，为了申明恒星和星系的无规性是否导致构成相称数量标“太初”黑洞，依靠于初期宇宙中前提的细节。如许，如果我们能够肯定现在有多少太初黑洞，我们就能对宇宙的极初期阶段体味很多。质量大于10亿吨（一座大山的质量）的太初黑洞，只能通过它们对其他可见物质或宇宙收缩的影响被探测到。但是，正如我们将要鄙人一章看到的，黑洞毕竟不是真黑：它们像一个热体一样发热发光，它们越小则发热发光得越短长。以是，看起来荒诞，而究竟上倒是，或许小的黑洞能够比大的黑洞更轻易探测到！