黑洞：宇宙中真正可怕的怪物

同样是借助X射线的帮助，继中子星之后，人们又发现了宇宙之中真正可怕的一个怪物：黑洞。

1916年，卡尔·史瓦西通过计算得出如下结论：任意质量的物体在其体积被压缩到足够小时，为逃离该物质自身重力所产生的逃逸速度将大于光速。这部分物质被称为黑洞。

“任意质量是什么意思？您是指一颗行星或恒星，还是说如果将我压缩到足够小，我也会成为一个黑洞呢？”

没错，但是您会成为一个仅为原子十亿分之一的黑洞，瞬间就蒸发了。即使是整个地球的质量，其形成的黑洞也不过20厘米左右。

“我原以为黑洞都是无比巨大的物质呢！若非如此，光怎么会无法逃逸呢？”

这正是我要讲解的部分：若要创造一个很强大的引力场，并非意味着其体积要十分巨大，而是只要形成一种粒子排列十分密集、紧凑的物体就行。下面我具体解释一下。

在好莱坞的影视作品中，黑洞一直代表着怪物的形象，就像宇宙中的真空吸尘器。不论您距离它有多远，一旦黑洞发现了您的存在，就会将您拖进去并销毁。

实际上，黑洞在引力场中的质量与所有其他物体是一样的。比如，如果我们将太阳换成相同质量的黑洞，其他行星的运行轨道根本不会有所改变。事实上，届时地球生物灭绝的原因是缺少阳光。

我们前文已经提到过，物体之间的引力强度与其之间距离的平方成反比。也就是说，如果您将两个物体之间的距离减少一半，会注意到引力是之前的四倍。

另一方面，与其他天体比起来，人体的质量几乎可以忽略不计。而我们所环绕的某种物体，其重力场的引力是由其中心部位发出，越接近这一中心点，受到的重力引力就越大，不过最后还是会受到物体表面的限制而无法继续靠近。也就是说，物体越小，我们就能够更接近质心。换言之，由于引力强度与距离的平方成反比，我们会注意到引力随距离的改变是非常迅速的。

虽然黑洞具有巨大的质量，但它们体积很小，因此并不存在一个表面阻止其他物体对引力最大点的靠近。正因如此，在接近黑洞的过程中，引力会成指数增加。比如，我们在向太阳靠近时，太阳表面并不允许我们靠得太近（当然也没人想这么做），然而如果将太阳质量压缩至一个微小的点，我们就可以更大限度上接近质量集中的区域。

下图描绘了在接近相同质量的恒星与黑洞的情况下，所受引力的变化趋势。(www.xing528.com)

黑洞虽然让人望而生畏，但是各位未来的太空旅行家们，只要不太接近它们，就不会惹上麻烦。

虽然人们通过X射线发现了黑洞的存在，但是这些射线并不来自黑洞本身，因为没有任何东西可以从这种引力之下逃逸，甚至自身也不会发出辐射。人们探测到，黑洞在环绕一颗中子星旋转时会逐渐吞噬它。与中子星的情况类似，黑洞一点点地吸收着旁边小伙伴的气体，在等离子落入这个如野兽之口一般的地方时，就会在高温条件下被极速加热。

就如同X射线帮助我们寻找到了中子星一类的活跃天体现象一样，伽马射线在其更为猛烈的传播过程中，为宇宙中最为凶猛的物质捅开了一扇窗户。

“等一下，宇宙中最让人害怕的不是黑洞吗？”

不，还有更加可怖的物质：超大质量黑洞。

“什么意思？不是所有黑洞的质量都很大吗？”

话虽如此，还是存在两种类型的黑洞。当一颗恒星爆炸并留下一个物质极度紧凑的星体时，就形成了一个质量大约为太阳30倍的轻型黑洞。

然而，几乎在所有的星系中心都存在黑洞（根据人们已知的信息，目前为止例外的只有一两个星系），其质量相当于数十亿个太阳。现在，我们还不知道这些怪物是从何而来的，又是如何形成的。但最合乎逻辑的假设是，他们最初是与那些其他黑洞与恒星所属的星系一同产生的。

星系之间的碰撞也在此过程中发挥了至关重要的作用，特别是在宇宙早期阶段，那时一切物质都相互靠近（下一章，我们会详细谈论这个问题，到时候您就都能理解了）。

我们现在已经看到了，X射线与伽马射线帮助人们发现了一些宇宙中最为奇怪的物体，但是让它们在宇宙中遨游时，如果碰到根本无法被穿透的物质，也存在局限性。然而，无线电波与之不同，任何材料对它来说都几乎形同虚设，它可以轻松穿过混凝土墙壁。

尔后，射电天文学将给人们带来更大的惊喜。