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第六章 黑洞(8 / 9)

劳。但在这种情形下,将得到赢得打赌安慰,他要给4年《私家侦探》杂志。事实上,从们打赌1975年迄今,虽然天鹅X-1情形并没有改变太多,但是人们已经积累多对黑洞有利观测证据,只好认输。进行约定赔偿,那就是给索恩订阅《藏春阁》。这使他开放妻子相当恼火。

现在,在星系中和邻近两个名叫麦哲伦星云星系中,还有几个类似天鹅X-1黑洞证据。然而,几乎可以肯定,黑洞数量比这多得太多!在宇宙漫长历史中,很多恒星应该已经烧尽它们核燃料并坍缩。黑洞数目甚至比可见恒星数目要大得相当多。单就星系中,大约总共有1000亿颗可见恒星。这样巨大数量黑洞额外引力就能解释为何目前们星系具有如此转动速率,单是可见恒星质量是不足够们还有某些证据说明,在们星系中心有大得多黑洞,其质量大约是太阳10万倍。星系中恒星若十分靠近这个黑洞时,作用在它近端和远端上引力之差或潮汐力会将其撕开,它们遗骸以及其他恒星所抛出气体将落到黑洞上去。正如同在天鹅X-1情形那样,气体将以螺旋形轨道向里运动并被加热,虽然不如天鹅X-1那种程度会热到发出X射线,但是它可以用来说明星系中心观测到非常紧致射电和红外线源。

人们认为,在类星体中心是类似、但质量更大黑洞,其质量大约为太阳1亿倍。落入此超重黑洞物质能提供仅有足够强大能源,用以解释这些物体释放出巨大能量。当物质旋入黑洞,它将使黑洞往同方向旋转,使黑洞产生类似地球上个磁场。落入物质会在黑洞附近产生能量非常高粒子。该磁场是如此之强,以至于将这些粒子聚焦成沿着黑洞旋转轴,也即它北极和南极方向往外喷射射流。在许多星系和类星体中确实观察到这类射流。

人们还可以考虑存在质量比太阳小很多黑洞可能性。因为它们质量比强德拉塞卡极限低,所以不能由引力坍缩产生:这样小质量恒星,甚至在耗尽自己核燃料之后,还能支持自己对抗引力。只有当物质由非常巨大压力压缩成极端紧密状态时,这小质量黑洞才得以形成。个巨大氢弹可提供这样条件:物理学家约翰·惠勒曾经算过,如果将世界海洋里所有重水制成个氢弹,则它可以将中心物质压缩到产生个黑洞。(当然,那时没有个人可能留下来去对它进行观察!)更现实可能性是,在极早期宇宙高温和高压条件下会产生这样小质量黑洞。因为个比平均值更紧密小区域,才能以这样方式被压缩形成个黑洞。所以当早期宇宙不是完全光滑和均匀情形,这才有可能。但是们知道,早期宇宙必须存在些无规性,否则现在宇宙中物质分布仍然会是完全均匀,而不能结块形成恒星和星系。

很清楚,导致形成恒星和星系无规性是否导致形成相当数目“太初”黑洞,这要依赖于早期宇宙条件细节。所以如果们能够确定现在有多少太初黑洞,们就能对宇宙极早期阶段

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