文/潘長宏
2021.2.21.
當今世界，科技的快速發(fā)展令人欣慰，但仍未突破十七世紀三大定律圈子，那就是相對論，萬有引力定律和智能化！在廣博無墾的太空，有一種天體叫黑洞。
什么是黑洞？“黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體”！在相對論的框架下，宇宙空間內(nèi)存在的一種天體。它有無比強大的引力，使得視界內(nèi)的逃逸速度大于光速。這種“不可思議的天體”被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒于1968年命名為“黑洞”。早在1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解：”如果將大量物質(zhì)集中于空間一點，其周圍會產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象，即在質(zhì)點周圍存在一個界面——“視界”一旦進入這個界面，即使光也無法逃脫?！?/p>
令人無法想象的是，這黑洞人類不可以觀測，只能通過其他方式來推算其存在的形態(tài)，大小和相關信息！比如可以借由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的“邊緣訊息”推測出黑洞的存在。還可以借觀測恒星或星際云氣團繞行軌跡取得位置以及質(zhì)量。
2019年4月10日21時，人類首張黑洞照片面世，該黑洞位于室女座一個巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬光年，質(zhì)量約為太陽的65億倍。它的核心區(qū)域存在一個陰影，周圍環(huán)繞一個新月狀光環(huán)。愛因斯坦廣義相對論被證明在極端條件下仍然成立。
黑洞是一個中心密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小的奇點和周圍一部分天區(qū)，這個天區(qū)范圍之內(nèi)不可見。依據(jù)阿爾伯特-愛因斯坦的相對論，當一顆垂死恒星崩潰，它將聚集成一點，這里將成為黑洞，吞噬鄰近宇宙區(qū)域的所有光線和任何物質(zhì)。它的產(chǎn)生過程類似于中子星。某一個恒星在準備滅亡，核心在自身重力的作用下迅速地收縮，塌陷，發(fā)生強力爆炸。當核心中所有的物質(zhì)都變成中子時收縮過程立即停止，被壓縮成一個密實的星體，同時也壓縮了內(nèi)部的空間和時間。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過程無休止地進行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來的是一個密度高到難以想象的物質(zhì)。由于高質(zhì)量而產(chǎn)生的引力，使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。
前面說到連光速都難以逃脫黑洞的吞噬，大家可能不太明白這個意思！舉個例子，宇宙飛船要擺脫地球的引力進入行星際空間，速度至少要達到11.2千米/秒，否則它就永遠逃不出地球引力的控制。這11.2千米/秒的速度，就是任何物體從地球引力場中“逃逸”出去所需的最低速度，稱為地球的“逃逸速度”。太陽的引力比地球引力強大得多，因此太陽的逃逸速度也要比地球的大得多，為618千米/秒。而黑洞對天體的逃逸速度達到了光速?！昂诙词菑V義相對論預言的一種特殊天體。它的基本特征是有一個封閉的邊界，稱為黑洞的'視界’；外界的物質(zhì)和輻射可以進入視界，視界內(nèi)的東西卻不能逃逸到外面去。”正因為黑洞如此“只進不出、貪得無厭”，所以才有了一個不雅的外號：“太空中最自私的怪物”。
