“无限的黑洞乃是宇宙本身”

“黑洞”很容易让人望文生义地将其想象成一个“大黑窟窿”，其实，黑洞远没有那么简单，它是宇宙天体中的“个性一族”。

晴朗的夜晚人们遥望星空，除了那些亮晶晶的小星星之外，那些不发出亮光的星体的意义更为重大。

美国国家宇航局曾经发射了高能的天文观测系统，以研究太空中看不见的光线。在发回的X射线宇宙照片中，最惊人的一幕是那些从前被认为“消失”了的星体依旧在放出强烈的宇宙射线，而且射线强度远远高于太阳这样的恒星体。

这证明了长久以来的一个怪异设想：宇宙中存在着看不见的“黑洞”。

如前所说，黑洞是天体中的“个性一族”，它的性质不能用常规的观念思考，但是它的原理并不难理解。黑洞的形成需要一个必要条件：一个巨大的物体集中在一个极小的范围，而晚期的恒星恰巧具备了这个条件。当恒星能量衰竭时，高温的火焰不能抵消自身重力，从而逐渐向内聚合，原子收缩，恒星很快进入白矮星阶段，体积变小，亮度惊人。白矮星进一步内聚收缩，最后突然变成一个点。这就像跟太阳一样大的恒星突然收缩成了高尔夫球那么大，甚至“什么都没有”。在我们看来，是恒星消失了，而一个黑洞就这样诞生了。

由于无限大的密度，崩坍了的星体具有不可思议的引力，附近的物质都可能被吸进去，甚至光线都不能逃脱——这是我们看不见它的原因。所以这个深不可测的洞，很形象地被称为“黑洞”。

科学家相信大多数星系的中心都有黑洞，包括我们所在的银河系。根据相对论，90%的宇宙都会消失在黑洞里。所以一种更令人吃惊的说法是：“无限的黑洞乃是宇宙本身”。

1．黑洞和想象的“不一样”

在无数关于宇宙的故事中，黑洞是个神奇的存在。它就好像地球上的百慕大三角，是星海中神秘的幽灵。在关于太空的传说里，它有时扮演吞噬一切的无底洞，有时是通往未知世界的星际之门。

但事实上，作为一种独特的天体，黑洞和我们想象的不太一样。

黑洞不是“洞”

很多人会把黑洞想象成一个洞或者是一个通道。在解释引力对空间的弯曲时，我们经常用这样的图像表示：空间被想象成了一张床单，大质量天体对空间的弯曲就像把一个保龄球放在床单上一样，黑洞变成了一个漏斗般的“洞”，这显然让人们对黑洞视界的形状产生了误解。

对于某个物体而言，它对你的引力取决于两个因素：这个物体的质量和它到你的距离。这意味着，只要到该物体的距离相同，各物体受到的引力都是相同的。如果把所有这些引力相同的点串联起来，就能得到一个以引力体为球心的球面。因此，从外面看上去，黑洞视界是一个黑色球面。

黑洞会转动

在以前我们建立的理论模型中，黑洞是静止的，但根据观测和理论发展，现在我们认为它应该会转动。恒星会自转，它的核心也会转动。当恒星的核心坍缩，越来越小时，它的自转就会越来越快。就好像花样滑冰运动员收回张开的手臂，加快自身的旋转。即使恒星坍缩成了黑洞，它也仍然在转动。

黑洞也不是“黑球”

当黑洞自转的时候，黑洞的视界之外就会产生一个被称为能层的椭球形区域。这就像地球自转会导致赤道部分比两极部分凸出一样。一旦进入能层和视界之间，物体就无法静止了，空间将被黑洞拖拽着，沿着黑洞自转的方向运动。而在能层的内部，空间运动的速度会超过光速。

按照爱因斯坦的相对论，虽然物质不可能运动得如此之快，但空间本身却可以。另一个有名的例子是宇宙大爆炸，当宇宙产生的那一刹那，空间急剧膨胀，其速度超过了光速。

另外，虽然黑洞没有光，但它看上去并不总是黑的。因为体积小，所以很少有物质会正好掉进黑洞，它们会被它吸引，绕着它转动。这些物质越来越多，会形成一个围绕黑洞高速转动的盘。

由于黑洞的引力会随距离变化，因此如果靠近黑洞的物质的速度要远远超出外围的，它们的相对运动就会导致剧烈的摩擦，使物质被加热到数百万度的高温，于是黑洞附近的物质盘会发出极为明亮的辐射。

同时，磁场会驱动物质从中心向垂直于盘的两侧喷出。这两条喷流在几百万甚至数十亿光年之外都能被看见。连光都无法从黑洞中逃逸，黑洞却会因这些物质成为宇宙中最“明亮”的天体。

黑洞会长大

当两个黑洞碰撞的时候会发生什么？它们会形成一个更大的黑洞。同样，黑洞吞食其他物质后也会长大。在早期宇宙中，当星系正在形成时，婴儿星系核心处的物质会坍缩成一个质量极大的黑洞。随着越来越多的物质掉入其中，黑洞会贪婪地消化它们进而生长，最终长成一个超大质量黑洞，其质量会达到太阳的数百万甚至数十亿倍。

不过，就像上文所说，掉入黑洞的物质会被加热到极高的温度，由此所发出的辐射会把物质向外推，阻止它们下落，随着时间的流逝，停留在黑洞周围的气体和尘埃会形成恒星。但相对于气体，恒星远没有那么容易掉入黑洞。最终由于没有更多的物质落入，黑洞会停止生长。如今，在银河系的中心就有这么一个超大质量黑洞，它的质量是太阳的400万倍，离太阳26000光年。

黑洞如空气

随着质量的增大，黑洞的视界也会变大。物理法则告诉我们，黑洞视界的半径和它的质量呈正比。也就是说，如果黑洞的质量增大到原来的两倍，其视界的半径也会增大两倍，它的体积则会增大八倍（因为视界是个球面）。

接下来我们可以用计算把黑洞和空气联系起来：一个普通的黑洞，它的质量通常为太阳的三倍，视界半径为9千米，此时它的密度为每立方厘米2000万亿克。如果你把它的质量翻一倍，其密度就会减少到原来的1/4；质量增大十倍，密度就会减少为原来的1/100。对于一个在星系团中常见的、10亿个太阳质量的超大质量黑洞而言，它的密度只有每立方厘米0.001克，和地球上的空气密度一样。

2．宇宙会被黑洞吞没吗？

黑洞能吸进整个宇宙吗？在原则上没有什么东西可以充满黑洞，但是我们的宇宙正在飞速地扩张。科学家发现其他河外星系都在移动，而且移动的速度越来越快。

如上所述，在银河系中心有一个大的黑洞，这个黑洞没有足够大的能量来停止扩张，宇宙本身也没有足够大的能量停止扩张，最终宇宙扩张到极限而再回转是可能的。有许多天文学家及理论物理学家相信这种现象将会发生。如果是那样，宇宙本身就是一个黑洞，它本身被吸入，然后再回到所有黑洞内部最终的奇点。

如果一个勇敢的宇航员乘坐火箭船，在黑洞边缘绕行，穿过黑洞的地平线，在那里将会看到什么样的情景？他将会遭遇什么样的危险？他将不能告诉我们他所知道的一切，因为这是一趟单程旅行。他将会被强大的引力所吸引，最后消失于无垠的宇宙之中。

随着历史的进程，人类已揭示了许多宇宙的秘密。但是对于那些古老之谜仍未能找到真正的答案，只有一件事是肯定的：许多问题的答案仍藏在黑洞的深处。

恒星痛苦挣扎，难逃黑洞厄运？

欧洲和美国天文学家借助太空望远镜在一个距地球7亿光年的星系中观测到了耀眼的X射线爆发。科学家相信，这是被位于该星系中央的黑洞所吞噬的一颗恒星发出的“临终呼叫”。这是科学家首次找到超大质量黑洞撕裂恒星的强有力的证据。

同黑洞搏斗，力量对比极其悬殊。存在于星系中央的黑洞质量约为太阳质量的一亿倍，而被撕毁的恒星质量仅与太阳质量相当。据推测，这颗恒星很可能在与另一颗恒星近距离相遇后，偏离了原先的运行轨道，结果与超大质量黑洞距离过近，在后者巨大的引力作用下伸展，直至被扯得四分五裂。不过这个黑洞并不“贪心”，它只“吃”掉了该恒星的1%。

宇宙会消亡吗？

从理论上讲，宇宙有诞生，就有消亡。至于宇宙如何消亡，现在还只能推测。

如果宇宙永远膨胀，加上大质量恒星死亡后会成为黑洞，宇宙中的黑洞越来越多，它们会吞食掉宇宙中几乎所有的物质。

如果宇宙转而收缩，随着温度的不断升高，包括恒星在内的各种天体都会逐渐解体，黑洞则会趁机饱食一顿，吞食几乎所有的位置，最后黑洞火并，整个宇宙成为一个大黑洞。

当然在上述两种情况中，总会有少许物质幸存下来，没有被黑洞吞食。

根据斯蒂芬·霍金等人的理论，黑洞会逐渐蒸发为电子和光子等基本粒子。

同时，科学家还认为，质子也会衰变为反电子和Y射线光子。质子是各种原子核的主要成分，质子的衰变，就是各种物质的瓦解。因此，没有被黑洞吞食的少许物质，也会成为电子和光子。

黑洞蒸发的电子，与质子衰变的反电子，相遇后湮灭为能量和光子，这样，宇宙就坍缩了，消亡了。

能找到宇宙消亡的证据吗？

宇宙消亡的最后标志是黑洞的蒸发殆尽和质子衰变使各种物质瓦解。

黑洞的最后蒸发，目前还无法用实验去验证，但质子是否衰变，科学家认为现在可以用实验去检验。

有人曾经认为，质子衰变所需要的时间为1028年。这样，在1028个质子中，（在10千克物质中就包含有这么多质子），每年应有1个质子发生衰变。但后来这个衰变时间被实验否认了。

人们认为，质子衰变的时间应为1030～1032年。如果说质子衰变的时间为1032年的话，一个人一生中在身内会有1～2质子衰变。因此如果说质子衰变的时间确是1030年或1032年的话，目前是可以用实验检验的。

检验的办法是：将足够数量的水，用水槽盛放并放在数百米深的地下（以排除各种干扰因素），在水槽四周设置大量探测仪器，探测质子的衰变反应。质子衰变时会产生一个反电子和一个中性π介子，π介子很快又会衰变为两个Y射线光子，光子遇到水物质的原子核，会产生能量很高的正、反电子对，因而可以被探测到。如果水的数量在10000吨以上，每年我们应观测到1次以上质子衰变。

但有的人认为，质子衰变时间为1080年，甚至更长，那就超出检验的范围了。

宇宙到消亡还有多长时间？

宇宙还有多长时间消亡？这还纯粹是一个揣测性的问题，而且简直是虚幻飘渺的揣测！因而，科学家提供的数字很不相同。

丁·伊思兰在《宇宙的最终命运》（1983年出版）一书中提出，1031年后，宇宙将形成一个超巨型黑洞，质量达太阳质量的1015倍。这个超巨型黑洞需要10106年时间才能蒸发完，从而变成电子和光子。

还有些理论认为，黑洞不可能将所有物质都吞食掉，逃脱厄运的物质将游离于黑洞之外。不过，这些游离物质因质子衰变而成为反电子和光子，只需要1033年。

有一种理论认为，由黑洞蒸发而来的电子和由质子衰变而来的反电子，并不都能双双湮灭成能量和光子。它们有的在1071年后双双组成相同绕转的电子对原子（也叫偶电子素）。这些偶电子素每10万年才靠近1厘米，由于相距遥远（直径达几万亿光年），最后相遇湮灭需要10116年的时间！

只有到这时，即只剩下能量和光子时，宇宙才算最后消亡了。算算看，这是一段多长的时间！

3．黑洞吞食了这些人？

古希腊人认为，大批的人之所以突然消失，是因为得罪了海神普罗特斯。普罗特斯一般都在海底沉睡，每50年出现用一次餐。他通过爆发的火山来到人世间，可以变幻成任何形象出现。人们必须向他供奉几百名处女，放在火山口供他食用。

位于旧金山加州大学的一位著名教授表示，这些人的失踪与所谓的黑洞有关。地球上的时空会周期性地发生变化，有时整个城市处于完全不同的四度空间，有时甚至“被踢出去”。地球上有很多这样的黑洞，人们经常会莫名其妙地遭遇它们。但是，这位教授坚持说：“物体不可能穿越时空，因此，我们可以发现失踪者的物品留在了原地。”

500名士兵神秘失踪

1915年8月21日，英国和土耳其战争期间，英国的一个陆军营来到欧洲西南部靠近达达尼尔海峡的一个山谷里。这个营由500人组成，携带当时非常先进的武器装备。但是，就在他们走入山谷后，一团神秘的蓝色光雾突然出现，并且笼罩在他们周围。然后，几乎是一眨眼的工夫，那团朦胧的迷雾突然紧急上升，英国诺福克第5团第1营的士兵全部消失得无影无踪，什么东西也没有留下来。

在之后50年内，英国政府一直将这个秘密尘封起来，不让外界知道，直到1967年，记载了20多个目击者的证词的文件才被公开。

神秘失踪事件此起彼伏

类似的事情在全世界发生过很多次，但是到目前为止，失踪者都没有找到。

1890年，美国殖民地洛诺克岛上大约100名村民也是这样神秘失踪的。当美国军队到达那里的时候，他们发现村子里的民房内都点着蜡烛，晚饭也摆好在桌上，可是到处空无一人。他们最初以为这些人是被印度人杀掉了，但是附近却没有一滴血迹，也没有一具尸体。在村子里神父住所的柱子上，人们发现了一行匆匆忙忙写下的字迹：“看起来好像不是……”

1923年2月5日，巴西佛得角上的600名居民突然失踪，从此再也没有出现过。警方仔细对那一带进行了搜查。在学校里，他们发现一支枪丢在地上，显然是用来抵抗突如其来的外力的。在教室的黑板上写着：“没有人来拯救我们。”