黑洞是不是象臺(tái)風(fēng)中心一樣是一個(gè)空洞?而不是象霍金假想的黑洞，或黑核?

【專(zhuān)家解說(shuō)】：黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個(gè)“大黑窟窿”，其實(shí)不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體:它的引力場(chǎng)是如此之強(qiáng)，就連光也不能逃脫出來(lái)。 根據(jù)廣義相對(duì)論，引力場(chǎng)將使時(shí)空彎曲。當(dāng)恒星的體積很大時(shí)，它的引力場(chǎng)對(duì)時(shí)空幾乎沒(méi)什么影響，從恒星表面上某一點(diǎn)發(fā)的光可以朝任何方向沿直線(xiàn)射出。而恒星的半徑越小，它對(duì)周?chē)臅r(shí)空彎曲作用就越大，朝某些角度發(fā)出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。 等恒星的半徑小到一特定值(天文學(xué)上叫“史瓦西半徑”)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。說(shuō)它“黑”，是指它就像宇宙中的無(wú)底洞，任何物質(zhì)一旦掉進(jìn)去，“似乎”就再不能逃出。實(shí)際上黑洞真正是“隱形”的，等一會(huì)兒我們會(huì)講到。 那么，黑洞是怎樣形成的呢?其實(shí)，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來(lái)的。 我們?cè)?jīng)比較詳細(xì)地介紹了白矮星和中子星形成的過(guò)程。當(dāng)一顆恒星衰老時(shí)，它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料(氫)，由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒(méi)有足夠的力量來(lái)承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開(kāi)始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。 質(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星，質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽(yáng)的質(zhì)量。如果超過(guò)了這個(gè)值，那么將再?zèng)]有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發(fā)另一次大坍縮。 這次，根據(jù)科學(xué)家的猜想，物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍，直至成為一個(gè)體積趨于零、密度趨向無(wú)限大的“點(diǎn)”。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度(史瓦西半徑)，正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無(wú)法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯(lián)系--“黑洞”誕生了。 與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術(shù)”，人們無(wú)法直接觀(guān)察到它，連科學(xué)家都只能對(duì)它內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出各種猜想。那么，黑洞是怎么把自己隱藏起來(lái)的呢?答案就是--彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線(xiàn)傳播的。這是一個(gè)最基本的常識(shí)。可是根據(jù)廣義相對(duì)論，空間會(huì)在引力場(chǎng)作用下彎曲。這時(shí)候，光雖然仍然沿任意兩點(diǎn)間的最短距離傳播，但走的已經(jīng)不是直線(xiàn)，而是曲線(xiàn)。形象地講，好像光本來(lái)是要走直線(xiàn)的，只不過(guò)強(qiáng)大的引力把它拉得偏離了原來(lái)的方向。 在地球上，由于引力場(chǎng)作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周?chē)?，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著的恒星發(fā)出的光，雖然有一部分會(huì)落入黑洞中消失，可另一部分光線(xiàn)會(huì)通過(guò)彎曲的空間中繞過(guò)黑洞而到達(dá)地球。所以，我們可以毫不費(fèi)力地觀(guān)察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術(shù)。 更有趣的是，有些恒星不僅是朝著地球發(fā)出的光能直接到達(dá)地球，它朝其它方向發(fā)射的光也可能被附近的黑洞的強(qiáng)引力折射而能到達(dá)地球。這樣我們不僅能看見(jiàn)這顆恒星的“臉”，還同時(shí)看到它的側(cè)面、甚至后背! “黑洞”無(wú)疑是本世紀(jì)最具有挑戰(zhàn)性、也最讓人激動(dòng)的天文學(xué)說(shuō)之一。許多科學(xué)家正在為揭開(kāi)它的神秘面紗而辛勤工作著，新的理論也不斷地提出。不過(guò)，這些當(dāng)代天體物理學(xué)的最新成果不是在這里三言?xún)烧Z(yǔ)能說(shuō)清楚的。有興趣的朋友可以去參考專(zhuān)門(mén)的論著。