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第58部分(第2/4 页)

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就连垂直表面射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指任何物质一旦掉进去,就再不能逃出,包括光。实际上黑洞真正是“隐形”的.(其实黑洞也不是隐形,因为“隐形〃是指光可以通过该物体。而光不能通过黑洞。)

'编辑本段'【黑洞的特殊】

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。

有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球出的光能直接到达地球,它朝其它方向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”无疑是本世纪具有挑战性、也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,的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的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。

'编辑本段'【黑洞的划分】

■划分一

按组成来划分,黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。

暗能量黑洞

暗能量黑洞主要由高旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光的度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞,详情请看“宇宙黑洞论”。暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础。

物理黑洞

物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大。它的比起暗能量黑洞来说体积非常小,它甚至可以缩小到一个奇点。

■划分二

1972年,美国普林斯顿大学青年研究生贝肯斯坦提出黑洞〃无毛定理〃:星体坍缩成黑洞后,只剩下质量,角动量,电荷三个基本守恒量继续起作用。其他一切因素(〃毛〃)都在进入黑洞后消失了。这一定理后来由霍金等四人严格证明。

由此;根据黑洞本身的物理特性,可以将黑洞分为以下四类。

(1)不旋转不带电荷的黑洞。它的时空结构于1916年由施瓦西求出称施瓦西黑洞。

(2)不旋转带电黑洞,称R-n黑洞。时空结构于1916-1918年由Rssnr和nrdstr求出。

(3)旋转不带电黑洞,称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。

(4)一般黑洞,称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。

'编辑本段'【黑洞的吸积】

黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被现的,这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时,它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。

天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中普遍的过程之一,而且也正是因为吸积形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天,恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体而形成的。行星(包

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