在1995年,科學(xué)家觀測一個(gè)名為MCC—6—30~15的活躍星系時(shí),發(fā)現(xiàn)來自這個(gè)星系中心的X射線發(fā)生了引力紅移。
所謂引力紅移,用愛因斯坦的廣義相對論來解釋,就是在強(qiáng)引力作用下出現(xiàn)的時(shí)間似乎變慢(其實(shí)是光波長變長)的現(xiàn)象,這是非黑洞理論無法解釋的。這個(gè)現(xiàn)象被確認(rèn),其意義就相當(dāng)于直接觀測到黑洞。于是,很多科學(xué)家由此達(dá)成共識:所有星系的中心都應(yīng)存在巨型黑洞,我們的銀河系也不例外。
然而,2007年美國航空航天局出人意料地宣布,天文學(xué)家在緊鄰銀河系中心的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了數(shù)十顆龐大而且非常明亮的恒星。這一發(fā)現(xiàn)讓專家感到萬分詫異:如果銀河系中心存在一個(gè)巨型黑洞,那么在黑洞附近是不可能存在任何天體的。也就是說,發(fā)現(xiàn)這數(shù)十顆龐大的恒星,將銀河系中心存在巨型黑洞的可能性幾乎降為零。
在星系中心是否有黑洞的問題上,上述兩種觀測結(jié)果相互矛盾,在人們感到困惑的同時(shí),也更激起人們揭開黑洞神秘面紗的興趣。那么,黑洞到底是個(gè)什么樣的奇怪天體?
早在1783年,英國劍橋大學(xué)的約翰·米歇爾便撰文指出,一個(gè)質(zhì)量足夠大并足夠緊致的恒星會(huì)有極其強(qiáng)大的引力場,以致連光都不能逃逸。這樣的恒星,雖然我們無法看到它們發(fā)出的光,但卻可以感受到它們的巨大引力。
1798年,法國著名數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯根據(jù)牛頓的引力定律也預(yù)言了黑洞的存在。他說:“一個(gè)密度如地球而直徑為250個(gè)太陽的發(fā)光恒星,由于其引力的作用,將不允許任何光線離開它。由于這個(gè)原因,宇宙中最大的發(fā)光天體也不能被我們看見?!碑?dāng)時(shí),他稱這種天體為“黑暗的一團(tuán)”。
在那個(gè)時(shí)代,有關(guān)黑洞的預(yù)言可以說是比較離奇的,很難被人們接受。因此在相當(dāng)長的一段時(shí)間里,黑洞的預(yù)言沒有引起人們足夠的關(guān)注。
進(jìn)入20世紀(jì),廣義相對論的發(fā)表在整個(gè)科學(xué)界引發(fā)震動(dòng),其中的一些論點(diǎn)支持了上述黑洞的預(yù)言。愛因斯坦通過嚴(yán)格計(jì)算發(fā)現(xiàn),這種特殊天體所產(chǎn)生的引力非常強(qiáng)大,能夠扭曲空間與時(shí)間,將大量物質(zhì)與能量壓縮到一個(gè)很小的點(diǎn)——奇點(diǎn)——上,沒有任何物質(zhì)能夠從中逃脫,即便是光也沒有可能。
此后,德國天文學(xué)家K.史瓦西于1916年提出了廣義相對論球?qū)ΨQ引力場的嚴(yán)格解,并在其中明確地提出了黑洞設(shè)想。他認(rèn)為,在高致密天體或大質(zhì)量天體周圍的某一區(qū)域內(nèi),逃逸速度等于光速,任何物質(zhì)和輻射都不能逸出。也就是說,當(dāng)恒星的半徑小于一特定值時(shí),就連垂直表面發(fā)射的光都被捕獲了。到這時(shí),恒星就變成了黑洞。這就是后來在天文學(xué)上常說的“史瓦西半徑”。
1939年,美國物理學(xué)家奧本海默根據(jù)廣義相對論證明,一顆質(zhì)量足夠大的恒星(超過太陽質(zhì)量的3.2倍)在自身引力的作用下,將能坍縮到它的引力半徑范圍內(nèi),它發(fā)射出的光或其他粒子,都不能逃出這個(gè)范圍。
科學(xué)家給黑洞設(shè)的基本定義是:它是一個(gè)具有封閉視界的天體,引力巨大,外來的物質(zhì)和輻射能進(jìn)入視界以內(nèi),但視界內(nèi)的任何物質(zhì)(包括光線)都不能跑到外面來。這個(gè)視界就是黑洞的邊界。根據(jù)這一描述我們可以發(fā)現(xiàn),如果銀河系中心有一個(gè)巨型黑洞的話,由于它具有巨大引力,可以將周圍的所有物質(zhì)都吸進(jìn)去。也就是說,如果黑洞周圍有恒星的話,它們必將被撕裂后吸入黑洞之中。然而奇怪的是,天文學(xué)家在緊鄰銀河系中心的區(qū)域內(nèi),竟然發(fā)現(xiàn)了數(shù)十顆體形完好且龐大無比的恒星。這一發(fā)現(xiàn)基本上排除了銀河系中心有巨型黑洞的說法。
星系的中心究竟有沒有黑洞?還是銀河系只是一個(gè)特例?另外,假如銀河系中心有黑洞的話,它會(huì)不會(huì)因?yàn)橐环N特殊的原因,可以將包括恒星在內(nèi)的其他物質(zhì)“關(guān)”在門外?類似這樣的一些問題,有待于科研人員不斷探索,逐步找到正確的答案。
之二:黑洞何時(shí)露出真面目?
星系的中心究竟有沒有黑洞?宇宙空間中真實(shí)的黑洞究竟在哪里?時(shí)至今日,尋找黑洞的工作已經(jīng)進(jìn)行了半個(gè)多世紀(jì)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(jìn)行了解,從而為捕捉到黑洞創(chuàng)造條件。目前,在天文學(xué)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?yàn)樗灿幸粋€(gè)圓的總體體征并匯集到一個(gè)點(diǎn)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?yàn)樗揪筒皇切求w,而只是宇宙空間中的一個(gè)區(qū)域。這個(gè)區(qū)域的表面像是一個(gè)封閉的“膜”,人們把這個(gè)“膜”稱為視界。這個(gè)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(gè)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(shí)鐘到達(dá)黑洞視界邊緣,時(shí)鐘就會(huì)停止;而宇航員會(huì)在進(jìn)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?cái)D壓在一起,成為一個(gè)密度無限大但體積為零的點(diǎn),人們稱這個(gè)點(diǎn)為黑洞奇點(diǎn)。
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(xué)家希望黑洞恰巧是雙星系統(tǒng)中的一個(gè)成員,這樣就可以從某’一顆星圍繞著不明天體旋轉(zhuǎn)時(shí),覺察到黑洞并將其找出來。按照這一思路,轟動(dòng)一時(shí)的黑洞候選者——御夫座э星——脫穎而出。在這個(gè)雙星系統(tǒng)中,主星是一顆明亮的超巨星,用肉眼便可以看見,而它的伴星卻看不見。天文學(xué)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(xué)家認(rèn)為,對宇宙中的x射線源進(jìn)行觀測,也可以幫助人們找到黑洞,因?yàn)槲镔|(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(shí),會(huì)發(fā)射出很強(qiáng)的X射線。于是,天鵝座X-1就成為天文學(xué)家公認(rèn)的最有希望的黑洞候選者。
天文學(xué)家通過觀測和分析發(fā)現(xiàn),天鵝座X-1的主星是一顆藍(lán)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(xué)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(xué)家又從銀河系及麥哲倫星云中發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)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(gè)結(jié)論還不能下得太早,有待于科學(xué)家進(jìn)一步證實(shí)。
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?yàn)榈侥壳盀橹?,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(shí)刻似乎越來越近了。
然而,還是有一些科學(xué)家對此冷另眼相看,根本不看好黑洞之說,認(rèn)為黑洞本身僅僅停留在理論預(yù)言的階段,并且這個(gè)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(diǎn)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(xué)家愛丁頓也認(rèn)為中心奇點(diǎn)是荒唐的,所以一些科學(xué)家對黑洞持否定的態(tài)度也就不足為奇了)。但是,兩位當(dāng)代著名物理學(xué)家彭羅斯和霍金已從理論上嚴(yán)格證明,黑洞的中心奇點(diǎn)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(diǎn)狀態(tài)又應(yīng)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(xué)家的不斷努力,黑洞的真面目將會(huì)被逐步揭開。到那時(shí),人類對自然界的認(rèn)識,必將得到一次新的飛躍。
自20世紀(jì)下半葉以來,由于空間探測技術(shù)在天文觀測中的廣泛應(yīng)用,科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多高能天體物理現(xiàn)象,例如x射線爆發(fā)、伽馬射線爆發(fā)、超新星爆發(fā)、星系的活動(dòng)和爆發(fā),以及類星體、脈沖星等。這些高能天體物理現(xiàn)象用人類已知的物理學(xué)定律已無法做出解釋,這就使得科學(xué)家猜測,應(yīng)該有一個(gè)與黑洞特性相反的天體,它就是白洞。
那么,科學(xué)家是如何描繪白洞的呢?一些科學(xué)家猜測,白洞有一個(gè)類似黑洞的封閉世界,但與黑洞不同的是,白洞內(nèi)部的物質(zhì)和各種輻射只能經(jīng)邊界向外運(yùn)動(dòng),外界的物質(zhì)和各種輻射卻無法通過邊界進(jìn)入它的內(nèi)部。
這種初步的猜測很快就引起一些科學(xué)家的質(zhì)疑:具有一定質(zhì)量引力的白洞,憑什么將它周圍的物質(zhì)拒之門外?
于是有人為白洞假說進(jìn)行補(bǔ)充,認(rèn)為白洞雖然是一個(gè)物質(zhì)只出不進(jìn)的天體,但無法否認(rèn)白洞也具有強(qiáng)引力源,它可以將周圍的塵埃、氣體和各種輻射不斷吸引到它的邊界上,只不過這些物質(zhì)并不能進(jìn)入自洞內(nèi)部,只能在邊界外形成一個(gè)包圍白洞的物質(zhì)層。但是,包圍在白洞周圍的物質(zhì)層為什么只待在邊界上,不向引力的中心區(qū)靠攏呢?
南開大學(xué)天文學(xué)教授蘇宜認(rèn)為,白洞純粹是從理論中引申出來的概念,沒有任何事實(shí)根據(jù)。引申的理由就是物質(zhì)世界的對稱性(對稱性是20世紀(jì)末物理學(xué)中最重要的中心思想之一)。
基于這一點(diǎn),科學(xué)家認(rèn)為白洞與黑洞是對稱的一對相反天體。對此,有學(xué)者表示異議。這位學(xué)者認(rèn)為,一些科學(xué)家往往只關(guān)注了黑洞與白洞之間的對立性,卻將它們之間的聯(lián)系切斷了,這在思維邏輯上是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。他認(rèn)為白洞與黑洞雖然是具有對稱性的天體設(shè)想,但這種對稱性并不是人們所得出的“完全相反”的結(jié)論,也不是兩種天體相互對立的景象,而是某一天體在演化過程的不同階段的不同表現(xiàn)特征。也就是說,天體可以由白洞演化成黑洞,黑洞也可以在一定條件下演化成白洞。
目前,關(guān)于白洞是怎樣形成的,科學(xué)家主要持有兩種不同的見解。一種觀點(diǎn)認(rèn)為,當(dāng)宇宙誕生的那一刻,由于爆炸的不完全性和不均勻性,可能會(huì)遺留一些超高密度的物質(zhì)暫時(shí)尚未爆炸,而是等待一定的時(shí)間后才開始膨脹和爆炸。這些遺留下來的致密物質(zhì)即成為新的局部膨脹的核心,它就是白洞。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為,白洞可能直接由黑洞轉(zhuǎn)變過來。具有代表性的當(dāng)屬英國天體物理學(xué)家霍金,他認(rèn)為黑洞具有一定的溫度,會(huì)以類似于熱輻射的方式穩(wěn)定地向外發(fā)射各種粒子,這就是所謂的“自發(fā)蒸發(fā)”理論。黑洞的蒸發(fā)速度與黑洞的質(zhì)量和密度有關(guān),蒸發(fā)的過程如果越演越烈,就會(huì)以一種反坍縮式的猛烈爆發(fā)而結(jié)束。這個(gè)過程正好就是不斷向外噴射物質(zhì)的白洞。
甚至還有學(xué)者認(rèn)為,根本就不存在白洞,它只不過是黑洞與恒星之間演化過渡的一個(gè)角色。按照這一說法,太空中存在黑洞的地方,有可能過不久就會(huì)突然冒出一顆亮星來;如果它噴發(fā)的亮度特別大,就極有可能是由黑洞蒸發(fā)出來的。與此相反,原本一個(gè)明亮的天體(例如遙遠(yuǎn)的類星體)說不定哪一天突然不見了(變成了黑洞),再過一段時(shí)間,從它消失的位置上又突然爆發(fā)出亮光來。如是這般,白洞之說就是多此一舉了,更何況,如今連黑洞是否真實(shí)存在還是個(gè)未知數(shù),更何談白洞!只有等到黑洞被證實(shí)之后,白洞的說法才能提到日程上來。
白洞究竟是否存在?它與黑洞到底是什么關(guān)系?相信在不遠(yuǎn)的將來,這些疑難問題會(huì)水落石出的。
真的有“時(shí)空隧道”嗎?讀者可否知道,比白洞之說更離奇的還有“蟲洞”之說。蟲洞是連接黑洞與白洞的某種神秘通道,在它里面可以快于光速的速度做宇宙旅行,可以使時(shí)光倒流。
此說源于1988年。美國天文學(xué)家索恩和他的兩名學(xué)生,共同發(fā)表文章論述了蟲洞的特性,并認(rèn)為如果蟲洞開通了黑洞與白洞兩個(gè)奇點(diǎn)之間的一條神秘通道(這條通道開在現(xiàn)實(shí)的三維空間之外的超空間里),就可以通過這條捷徑從黑洞鉆進(jìn)奇點(diǎn),然后從另一個(gè)非常遙遠(yuǎn)的白洞奇點(diǎn)鉆出。這樣的一種旅行是即時(shí)的,等效于超越光速。
然而,一些科學(xué)家對此結(jié)論難以接受?;艚鹨婚_始就持反對態(tài)度,認(rèn)為時(shí)間只能向前不能向后的特性是不容破壞的,物理學(xué)定律不允許有什么“時(shí)間機(jī)器”可以使時(shí)光倒流。但索恩的回答是:“在物理學(xué)深刻認(rèn)識量子引力理論之前,我們誰也不能下結(jié)論?!泵绹锢韺W(xué)家福特和羅曼也撰文指出,愛因斯坦的相對論并沒有嚴(yán)格排除快于光速的旅行或時(shí)光旅行。英國牛津大學(xué)的理論物理學(xué)教授強(qiáng)森也相信,有朝一日,人類將能夠遨游宇宙,縱橫古今。
就在兩種對立的說法相持不下時(shí),霍金改變了態(tài)度。他在為美國天文學(xué)家勞倫斯·克羅士出版的新書《星旅物理學(xué)》所作的序中,大膽推翻了自己過去的假設(shè),公開承認(rèn)了時(shí)光旅行的可能性。他說:“當(dāng)科學(xué)尚未能讓人類登上前所未有的奇妙境地之前,科幻小說早已使我們在各種異想天開的可能性中先行盡游……”他表示,一旦把愛因斯坦的相對論及量子論結(jié)合在一起思考,發(fā)覺超光速星際旅行極可能會(huì)造成使人們回到過去的結(jié)果時(shí),天文物理學(xué)已邁向一個(gè)嶄新的紀(jì)元!
時(shí)至今日,相信人類能夠通過所謂的超光速旅行而回到過去的人越來越多。這不只是因?yàn)槿藗儗r(shí)光倒流的奇妙想法極為熱衷,更關(guān)鍵的是它與奇點(diǎn)理論相襯托,甚至有很多真實(shí)事件能夠佐證。
1975年,美國國家航空公司的一架波音737客機(jī)正準(zhǔn)備在邁阿密國際機(jī)場降落。突然,飛機(jī)從航管員控制的雷達(dá)屏幕上消失,航管員還以為發(fā)生了墜機(jī)事件。過了10分鐘,該機(jī)又從它在雷達(dá)屏幕消失的位置上奇跡般出現(xiàn),令航管員驚訝不已。飛機(jī)降落后,有關(guān)人員前往調(diào)查,機(jī)上所有人都說沒有發(fā)生任何異常。不過,最使人不解的是,飛機(jī)上所有人的手表及機(jī)上的航空鐘都離奇地比地面時(shí)間慢了10分鐘。這消失的10分鐘到哪里去了?在那奇妙的10分鐘里,飛機(jī)又到了哪里?根據(jù)愛因斯坦的相對論,只有飛機(jī)加速到接近光速時(shí),這種情況才有可能出現(xiàn)。
類似的事件還有數(shù)十起,這些傳聞雖然未經(jīng)官方證實(shí),聽起來“神乎其神”,但按照黑洞理論去對照,這些事情是有可能發(fā)生的。在黑洞中,時(shí)間和空間的概念截然不同,用“洞中方一日,世上已千年”來描述都不能算是確切的。因?yàn)樵谶@個(gè)“洞”中連1秒的時(shí)間都沒有,沒有時(shí)間也就沒有三維空間,完全是即時(shí)的。
現(xiàn)今世界上出現(xiàn)的很多不解之謎,只要與時(shí)間和空間有關(guān),那就預(yù)示著與黑洞有關(guān)。不過,有學(xué)者持相反意見,認(rèn)為任何三維物體都不能進(jìn)入黑洞,只能不相容地“穿”過黑洞。以“穿”過黑洞作為捷徑,能夠節(jié)省大量的時(shí)間和消耗,這應(yīng)該是一種比較現(xiàn)實(shí)的時(shí)空隧道。
究竟有沒有時(shí)空隧道?它是人們的科幻作品,還是確有其事?由于它與黑洞緊密相關(guān),所以,隨著黑洞之謎的逐步破解,時(shí)空隧道的真實(shí)面目也會(huì)顯露出來。
根據(jù)廣義相對論,黑洞的引力是如此強(qiáng)大,能夠扭曲空間與時(shí)間,將大量的物質(zhì)與能量壓縮到一個(gè)很小的、沒有空間的奇點(diǎn)上,沒有任何物質(zhì)能夠從中逃脫。但事實(shí)真的如此嗎?
20世紀(jì)70年代,霍金是堅(jiān)持黑洞奇點(diǎn)假說的。但根據(jù)量子力學(xué)“信息不會(huì)消失”這一基本原則,他的假設(shè)與量子力學(xué)相矛盾,并且始終無法化解這一矛盾。后來,霍金終于公開表態(tài)放棄自己關(guān)于信息消失的假設(shè),向黑洞奇點(diǎn)的熱議潑了一盆冷水。
美國的幾位研究人員在對量子引力做深入研究時(shí),通過復(fù)雜的計(jì)算證實(shí):黑洞奇點(diǎn)的存在是不被量子引力所允許的,因此黑洞奇點(diǎn)是不可能存在的。這意味著,盡管黑洞中心可能非常致密,但還不足以永遠(yuǎn)俘獲住所有信息。專家對此評論說:“這項(xiàng)研究成果為許多新的解釋敞開了一扇大門,它或許將引領(lǐng)物理學(xué)研究超越愛因斯坦?!边@項(xiàng)研究雖然否定了奇點(diǎn)之說,但卻沒有直接否定黑洞的存在。與此不同的是,另有一些科學(xué)家則干脆提出,所謂的黑洞純屬子虛烏有,根本就不存在。
無獨(dú)有偶,中國的天文學(xué)研究者也公開了一項(xiàng)研究成果,得出了一個(gè)與前人完全不同,甚至?xí)尙F(xiàn)今所有人都感到驚奇的結(jié)論:宇宙大爆炸發(fā)生時(shí),假如我們能夠聽到它爆發(fā)的聲音,那么我們聽到的將不是一聲巨響,而是兩聲巨響。他們通過嚴(yán)密的論證證明,“天體坍縮定律”所形成的“自然法則”,恰好讓“黑洞奇點(diǎn)”無法出現(xiàn)。
這一研究成果的大意是:在宇宙之始,一個(gè)自轉(zhuǎn)著的“原始火球”發(fā)生爆發(fā)(坍縮),會(huì)導(dǎo)致三種不同的情況:
1.“原始火球”極地區(qū)域的自轉(zhuǎn)線速度接近零,因此這一區(qū)域基本上是靜止的。天體爆發(fā)時(shí),被拋射出去的物質(zhì)均做直線運(yùn)動(dòng),快速遠(yuǎn)離中心區(qū)。天體坍縮時(shí),向內(nèi)坍縮的物質(zhì)也均做直線運(yùn)動(dòng),快速?zèng)_向中心點(diǎn)。當(dāng)兩極坍縮達(dá)到一定的力度時(shí),就會(huì)在中心點(diǎn)上相撞。必然使該天體從內(nèi)部爆炸。如果該天體的質(zhì)量小便導(dǎo)致它坍縮的力度小,向內(nèi)坍縮的物質(zhì)就到不了中心點(diǎn),該天體坍縮的結(jié)果就會(huì)形成中子星。
2.“原始火球”赤道區(qū)域的自轉(zhuǎn)線速度是最快的,因此這一區(qū)域一直是運(yùn)動(dòng)的。天體爆發(fā)時(shí),被拋射出去的物質(zhì)不是以直線運(yùn)動(dòng)的方式快速遠(yuǎn)離中心區(qū),而是以曲線運(yùn)行逐漸遠(yuǎn)離中心區(qū)并形成旋渦狀,它們最容易保留在爆發(fā)前“火球”的赤道延長線上。天體坍縮時(shí)。向內(nèi)坍縮的物質(zhì)也不是以直線運(yùn)動(dòng)的方式直接指向中心區(qū),而是以曲線運(yùn)行逐漸接近中心區(qū)。這一坍縮方式必然導(dǎo)致中心區(qū)在物質(zhì)密度加大的同時(shí)自轉(zhuǎn)加速,這就是中子星密度大而自轉(zhuǎn)特別快的原因。
3.在“原始火球”的其他區(qū)域,自轉(zhuǎn)線速度快于極地區(qū)域而慢于赤道區(qū)域,并隨緯度的高低而不同。天體爆發(fā)時(shí),被拋射出去的物質(zhì)分別同時(shí)以螺旋的軌道逐漸遠(yuǎn)離中心。天體坍縮時(shí)也是如此,只不過方向是向內(nèi)收攏。
根據(jù)上面的分析,該研究成果做出結(jié)論:天體爆發(fā)(坍縮)時(shí),人們會(huì)聽到第一聲巨響;當(dāng)兩極的坍縮物質(zhì)以極快的速度到達(dá)中心時(shí),會(huì)以巨大無比的威力相撞,這時(shí)人們會(huì)聽到第二聲巨響。之后,“火球”中心的物質(zhì)會(huì)被立即炸成無數(shù)個(gè)質(zhì)量巨大、密度極高的物質(zhì)團(tuán)塊,這些團(tuán)塊四處飄散,但不會(huì)走得太遠(yuǎn),可形成球狀星團(tuán)聚集在“火球”中心附近,根本就不能將所有物質(zhì)都坍縮進(jìn)黑洞奇點(diǎn)中。這一結(jié)論,與對銀河系觀測得到的結(jié)果極其相符。
上述研究成果僅僅是一家之言,還沒有得到科學(xué)界的認(rèn)可,有待于科學(xué)家進(jìn)行論證,以鑒別真?zhèn)巍?/p>
之六:黑洞究竟是否存在?
有研究者指出,黑洞可以暗能量的形式存在。暗能量黑洞內(nèi)部沒有質(zhì)量也沒有密度,整體以虛空的形式產(chǎn)生巨大的負(fù)壓以排斥有形物體,從而形成黑洞。當(dāng)宇宙、超星系團(tuán)、星系團(tuán)、星系形成時(shí),天體巨大的爆發(fā)力和坍縮力可在一瞬間達(dá)到光速,而所有達(dá)到光速的區(qū)域,都形成了暗能量黑洞。
那么,如何理解這個(gè)暗能量黑洞?
研究者的解釋是,我們所在的這個(gè)看得見的有形物質(zhì)世界,是建立在無形暗能量世界之上的;前者有時(shí)空概念,而后者沒有時(shí)空概念。在無形暗能量世界中,一切暗能量都是超光速的;而在有形的物質(zhì)世界中,一切都是亞光速的。光速是兩個(gè)不同世界的分水嶺。
不知道大家是否還記得,愛因斯坦在相對論中多次用“愛因斯坦”號列車來舉例說明時(shí)空的相對關(guān)系。這位研究者則用航天飛機(jī)來表述暗能量黑洞的特殊性質(zhì):
假設(shè):從甲地到乙地的距離是72萬千米,航天飛機(jī)的航速是24萬千米/時(shí)。因此按照常規(guī),從甲地到乙地的飛行時(shí)間應(yīng)是3小時(shí)。但是,因?yàn)樵趶募椎氐揭业氐谋亟?jīng)之路上有一個(gè)暗能量黑洞,這個(gè)黑洞的直徑是24萬千米,于是奇跡發(fā)生了——航天飛機(jī)從甲地到乙地實(shí)際只用了2小時(shí)。
這是什么原因呢?原來,當(dāng)航天飛機(jī)的頭部剛剛接觸到暗能量黑洞區(qū)域的邊界線時(shí),它同時(shí)已經(jīng)從另一端出了邊界線。盡管如此,這架航天飛機(jī)沒有斷成兩截,它始終是完整的。
但是,有一件奇怪的事情必然要發(fā)生。’假設(shè)航天飛機(jī)是在早上8時(shí)起飛的,那么,在甲地給航天飛機(jī)送行的人,以及在乙地準(zhǔn)備迎接航天飛機(jī)的人,當(dāng)然,也包括乘坐航天飛機(jī)的人,此時(shí)他們的手表所指向的時(shí)間全都是8時(shí)。可是,當(dāng)航天飛機(jī)穿越黑洞抵達(dá)乙地時(shí),曾在甲地送行的人和正在乙地迎接航天飛機(jī)的人,他們的手表所指向的時(shí)間仍然是11時(shí);而航天飛機(jī)上乘客的手表所指向的時(shí)間卻是10時(shí)。所差的時(shí)間,正好是穿越暗能量黑洞節(jié)省的時(shí)間。按照這一結(jié)果來類推,航天飛機(jī)穿越的黑洞越多,它所節(jié)省的時(shí)間也就越多。
這個(gè)暗能量黑洞給人們留下了這樣的印象:它沒有什么引力,不會(huì)把它附近的物質(zhì)吸進(jìn)去,只是一個(gè)不容三維物質(zhì)進(jìn)入的特殊區(qū)域;這個(gè)特殊區(qū)域中的任何一個(gè)點(diǎn),不但時(shí)間等于零,而且它的空間對于三維物質(zhì)而言也等于零。因此,無論什么三維物質(zhì)穿過它時(shí),都是即時(shí)性的。
但是,一維性的光線通過它時(shí)則會(huì)發(fā)生不同的情況。光線穿過黑洞時(shí)會(huì)因某種未知原因發(fā)生頻率變慢的情況,而頻率變慢即意味著波長變長,這可能就是科學(xué)家觀測MCG-6-30-15時(shí),發(fā)現(xiàn)來自這個(gè)星系中心的x射線產(chǎn)生引力紅移現(xiàn)象的原因。
另外,天體爆發(fā)所形成的暗能量黑洞,會(huì)像一個(gè)被吹大了的氣球一樣早晚要破碎,形成無數(shù)個(gè)四處飄散和小型暗能量黑洞;而天體坍縮所形成的暗能量黑洞,則會(huì)向中心會(huì)聚形成巨型暗能量黑洞。按照這一推論,星系的中心應(yīng)該是存在暗能量黑洞的。天文學(xué)家在緊鄰銀河系中心的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十顆龐大而且非常明亮的恒星,但這一發(fā)現(xiàn)并不能完全排除銀河系中心存在一個(gè)巨型黑洞的可能,只不過這個(gè)巨型黑洞不是物理黑洞(黑洞奇點(diǎn)),而可能是暗能量黑洞。
究竟有沒有暗能量黑洞?有什么辦法能夠發(fā)現(xiàn)它的身影?它那四處飄散的“尸體”是否曾經(jīng)造訪過地球?這許許多多引人入勝的問題,正等待著人們?nèi)ヌ剿鳌?/p>
聯(lián)系客服