首页 > 时间简史 > 第15章 黑洞(3)

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遵循黑洞定义,它不能收回光,我们何故但愿能检测到它呢?这有点像在煤库里找黑猫。光荣的是,有一种体例。正践约翰・米歇尔在他1783年的前驱性论文中指出的,黑洞仍然将它的引力感化到四周的物体上。天文学家观察了很多体系,在这些体系中,两颗恒星因为相互之间的引力吸引而相互环绕着活动。他们还察看到了如许的体系,此中只要一颗可见的恒星环绕着另一颗看不见的伴星活动。人们当然不能当即得出结论说,这伴星即为黑洞――它能够仅仅是一颗暗淡的看不见的恒星罢了。但是,这类体系中的一些,像叫做天鹅X-1的 那样,也是强X射线源。对这征象的最好解释是,物质从可见星的大要被吹起来,当它落向不成见的伴星时,构成螺旋状活动(这和水从浴缸流出很类似),并且变得非常热,收回X射线 。为了使这机制起感化,不成见物体必须非常小,像白矮星、中子星或黑洞那样。通过观察那颗可见星的轨道,人们能够肯定不成见物体的最小的能够质量。

现在,在像我们的星系和两个名叫麦哲伦星云的邻近星系的体系中,我们另有几个近似天鹅X-1的黑洞的证据。但是,几近能够必定,黑洞的数量比这多得太多了!

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!

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。

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