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超级黑洞


有一个十分古老而又一直悬而未决的问题:人是从哪里来的?接下来的另一个关键问题是:星系是从哪里来的?如果没有星系,就不会有恒星和行星,我们也就不可能存在。所以,“星系是如何形成的”就成为一个最基本的问题。

 

  天上有怪兽

  星系远远不只有一个,所有的星系几乎包含了宇宙中所有的星球。星系中诞生了字宙中所有的恒星,而恒星则制造了氧、碳、行星和生命所必需的其他一切要素。

  在人眼中,地球所在的银河系是天空中一条由群星组成的带子。事实上,它是一个不停旋转着的巨大圆盘,宽达20万光年。银河系中有超过2000亿颗像太阳一样的恒星,这些恒星都在环绕着银河的中心缓慢运动。地球所在的银河系,只是1250亿个形状、大小各异的星系中的一个,可是直到现在,我们对其中任何一个星系的来历都不清楚。

  我们只知道:在宇宙形成之初,既无恒星,也无行星,只有一个个由氢气组成的、不停旋转着的巨大云团。一个末解之谜是:这些气团是如何转变成我们今天所见的一个个星系的,或者说是如何转变成一个个星系中的一颗颗恒星的。

  星系的形成过程非常复杂,它与引力有关,与巨大气团的相互碰撞有关,与恒星的原动力有关,还与气团的化学组成有关。但“星系究竟是如何形成的”这一问题,却已困扰了世界顶尖的天文学家和物理学家数十年之久。直到2000年初,科学家们才找到了破解这一重大奥秘的线索。找到线索的人是一组天文学家,但他们不是研究星系的专家,而是专攻在科学中已知的最为暴烈、也最具毁灭性的力量——超级黑洞的行家。

  直到最近,超级黑洞都只存在于理论中。它们的体积和重量都大得令人难以想像,一个超级黑洞的质量是一个普通黑洞的1000万至十亿倍,也就是说,一个超级黑洞就可能占据整个太阳系。

  超级黑洞是引力完全失控、走向极端的结果。由于密度很高,因此超级黑洞的引力也很大,以至于任何东西都无法逃离它的俘获,甚至连光线也不例外。任何靠近超级黑洞的物体,无论是气体、恒星还是整个太阳系,都会被它吸入而变得无影无踪。它甚至还能摧毁宇宙的结构,如果把宇宙看作是一张由时空编织成的网,那么普通恒星和行星的引力只能在这张网上造成一个凹痕,而超级黑洞的巨大引力则能将时空扭曲成一个破裂点。在超级黑洞的腹心,是物理学中最为神秘的物质之一——奇点,也就是时间、空间和一切已知的物理学法则土崩瓦解的所在点。

  奇点的中心究竟在发生什么,是一个完全未解之谜。要解决这个问题,需要全新的物理学理论。有人认为,一旦你落入奇点,就会在宇宙的另一部分蹦出来。正由于超级黑洞是如此怪异,所以直到最近,许多科学家都怀疑它们是否存在。其实,超级黑洞本身就是一个十分极端的概念,它当初被臆造出来,是为了解释一种非常罕见而又十分遥远的星系——“活跃星系”。活跃星系是宇宙中最明亮的物体之一,这些星系中都有一个燃烧着的明亮内核,内核在燃烧的同时喷射出巨大的能量流。这个由炽热气体组成的明亮内核被称为“类星体”。科学家们认为,这一旋转着的气团是在超级黑洞吸入气体和恒星时造成的,可以说黑洞是张开血盆大口、蹲伏在星系中心的巨大怪兽。

  有一种观点认为,类星体不是黑洞,也不是超级黑洞,而是即将坠入超级黑洞的气团。这些气团在黑洞周围运行,最终消失在黑洞中,而就在消失前的一刹那,是它们最明亮的时刻。这正是超级黑洞强大引力作用的结果。超级黑洞的强大引力会将附近的气团和恒星拖拉至接近光速,气体之间、恒星之间和气体与恒星之间的猛烈碰撞会将气体加热至100万度以上,从而发出强光。



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