星系的中心究竟有沒有黑洞?宇宙空間中真實的黑洞究竟在哪里?時至今日,尋找黑洞的工作已經(jīng)進行了半個多世紀了,人們是否找到了黑洞的影子?
要想找到黑洞,就必須對黑洞的特性進行了解,從而為捕捉到黑洞創(chuàng)造條件。目前,在天文學家心目中,黑洞是這樣一種奇特的天體:它的體征類似星球又不是星球。說它類似星球,是因為它也有一個圓的總體體征并匯集到一個點上,只不過它的密度非常大,靠近它的物體都被它的引力所約束,不管用多大的速度都無法逃離,我們看到的只是漆黑一片。說它不是星球,是因為它根本就不是星體,而只是宇宙空間中的一個區(qū)域。這個區(qū)域的表面像是一個封閉的“膜”,人們把這個“膜”稱為視界。這個視界將黑洞內(nèi)部與外部完全隔離開來,外面是宇宙空間,而里面則是另一個世界。
黑洞視界的里面非常奇妙,令人向往也令人恐懼。假如一位宇航員拿著時鐘到達黑洞視界邊緣,時鐘就會停止;而宇航員會在進入視界的一瞬間就像被抻長了的面條那樣斷成一節(jié)節(jié),然后以光速向黑洞中心墜落。在黑洞中心,所有物質(zhì)彼此極其緊密地擠壓在一起,成為一個密度無限大但體積為零的點,人們稱這個點為黑洞奇點。
從黑洞的特性上我們可以知曉,它完全是隱形的,想直接觀測到它根本沒有可能。因此,搜索黑洞的工作是極其困難的,只能從它對外界產(chǎn)生的影響和發(fā)生的某種作用上去推測。
起初,天文學家希望黑洞恰巧是雙星系統(tǒng)中的一個成員,這樣就可以從某’一顆星圍繞著不明天體旋轉(zhuǎn)時,覺察到黑洞并將其找出來。按照這一思路,轟動一時的黑洞候選者——御夫座э星——脫穎而出。在這個雙星系統(tǒng)中,主星是一8zbcf2o2bFZyjBaodZKBA94PfCnFeCsjqGABQ9YuK3s=顆明亮的超巨星,用肉眼便可以看見,而它的伴星卻看不見。天文學家雖然不敢確定這顆伴星就是黑洞,但根據(jù)目前的觀測資料又不能完全排除這一可能性。
另有科學家認為,對宇宙中的x射線源進行觀測,也可以幫助人們找到黑洞,因為物質(zhì)在以極快的速度沿視界附近的螺旋曲線向黑洞中心墜落時,會發(fā)射出很強的X射線。于是,天鵝座X-1就成為天文學家公認的最有希望的黑洞候選者。
天文學家通過觀測和分析發(fā)現(xiàn),天鵝座X-1的主星是一顆藍超巨星,它的大量氣體物質(zhì)正源源不斷地流向相鄰的、看不見的X射線伴星(如題圖),而且這顆伴星的質(zhì)量遠遠超過了中子星的質(zhì)量極限。因此,它極有可能就是黑洞。
就天鵝座X-1是否是黑洞的問題,研究界發(fā)生了激烈的爭論,以致兩位國外較著名的科學家都為它打賭,輸者要給贏者訂閱1年的雜志,但至今尚未見分曉。
之后,天文學家又從銀河系及麥哲倫星云中發(fā)現(xiàn)了幾個類似天鵝X-1的天體,這些都是疑似黑洞的證據(jù)。然而,這個結(jié)論還不能下得太早,有待于科學家進一步證實。
而1995年觀測到的引力紅移現(xiàn)象,無疑是最為接近的發(fā)現(xiàn)黑洞的證據(jù)。因為到目前為止,用不是黑洞的各種理論都無法解釋引力紅移現(xiàn)象。由此,人們倍感興奮,距離發(fā)現(xiàn)黑洞的時刻似乎越來越近了。
然而,還是有一些科學家對此冷另眼相看,根本不看好黑洞之說,認為黑洞本身僅僅停留在理論預言的階段,并且這個理論本身的一些論證尚處于無法被基本邏輯接受的狀態(tài)(例如黑洞的中心奇點問題,連廣義相對論的創(chuàng)始人愛因斯坦后來都對此感到疑惑,著名天文學家愛丁頓也認為中心奇點是荒唐的,所以一些科學家對黑洞持否定的態(tài)度也就不足為奇了)。但是,兩位當代著名物理學家彭羅斯和霍金已從理論上嚴格證明,黑洞的中心奇點是廣義相對論的必然推論。退一步說,如果黑洞中心不是奇點狀態(tài)又應該是一種怎樣的狀態(tài)呢?這讓人們更加疑惑,他們到底孰是孰非?
我們相信,隨著科學家的不斷努力,黑洞的真面目將會被逐步揭開。到那時,人類對自然界的認識,必將得到一次新的飛躍。