听力考试背景知识综合辅导(四)

黑洞”“/br/]“黑洞”很容易被想象成“大黑洞”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体，它的引力场强大到连光都逃不掉。
根据广义相对论，引力场会弯曲时间空。当恒星的尺寸非常大时，其引力场对时间的影响很小空，恒星表面某一点发出的光可以沿直线向任意方向发射。恒星半径越小，对周围时间空弯曲的影响越大，某些角度发出的光会沿着弯曲空回到恒星表面。
当恒星的半径小到某个值(天文学上称之为“史瓦西半径”)时，甚至连垂直面发出的光都被捕捉到了。这时，恒星就变成了黑洞。我们所说的“黑”，是指它就像宇宙中的一个无底洞。任何物质一旦掉进去了，“似乎”就逃不掉了。其实黑洞真的是“看不见”的，这个我们后面会讲到。
那么，黑洞是如何形成的呢？实际上，像白矮星和中子星一样，黑洞很可能是由恒星演化而来的。
我们已经详细介绍了白矮星和中子星的形成过程。当恒星老化时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢)，中心产生的能量也快用完了。这样一来，它就再也无力承受外壳的巨大重量了。因此，在外壳的压力下，核心开始坍塌，直到最终形成一个小而致密的恒星，这才能够再次与压力平衡。
质量较小的恒星主要演化成白矮星，质量较大的恒星可能形成中子星。根据科学家的计算，中子星的总质量不可能超过太阳质量的三倍。如果超过了这个值，那么就没有力量与自身引力抗衡，从而造成另一次大坍缩。
这一次，根据科学家的猜想，物质将无情地向中心点进军，直到成为一个体积为零、密度无穷大的“点”。而当它的半径缩小到一定程度(史瓦西半径)时，正如我们上面提到的，巨大的引力使得连光都射不出去，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”就这样诞生了。
与其他天体相比，黑洞太特殊了。比如黑洞具有不可见性，人们无法直接观察到，甚至科学家也只能对其内部结构做出各种猜想。那么，黑洞是如何隐藏自己的呢？答案是——弧形空房间。我们都知道光是直线传播的。这是最基本的常识。但是根据广义相对论，空在引力场的作用下会弯曲。此时，虽然光仍然沿着任意两点间最短的距离传播，但不是直线，而是曲线。形象地说，好像光本来应该是直线前进的，但是强大的引力把它拉离了原来的方向。
在地球上，由于引力场的作用很小，这种弯曲微乎其微。但是在黑洞周围，空之间的形变非常大。这样，即使恒星发出的光被黑洞遮挡，虽然一部分会落入黑洞消失，但另一部分光会绕过黑洞通过弯曲的空空间到达地球。于是，我们可以毫不费力地观测到黑洞背面的恒星空，就像黑洞不存在一样。这就是黑洞的隐形性。
更有趣的是，一些恒星不仅直接向地球发射光能，而且其他方向发射的光也可能被附近黑洞的强大引力折射到达地球。这样，我们不仅能看到这颗星星的“脸”，还能看到它的侧面，甚至它的背面！
“黑洞”无疑是本世纪最具挑战性和最令人兴奋的天文理论之一。许多科学家都在努力揭开它的神秘面纱，新的理论不断提出。但是，这些当代天体物理学的最新成果，在这里不是三言两语就能解释清楚的。感兴趣的朋友可以参考专题理论。