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科学家们设想,黑洞与白洞是连在一起的,黑洞把物质吸进去,物质在里面会经过一个叫做奇异点的东西,然后物质就到达了白洞的“管辖范围”,会被白洞“吐”出来。然后物质就到达了另一个宇宙(第一平行宇宙到达)。

但是,如果白洞存在,所有的物体将会以极快的速度离开。不仅如此,无论什么东西都有两面性,黑洞和白洞一个能吸一个能吐,而在第二平行宇宙中的物质则通过白洞来到宇宙所以第一平行宇宙间的物质才不会全都消失。这在在理论上是成立的。

最小的黑洞仅是太阳质量的3.8倍,其直径为24公里,仅比纽约曼哈顿岛大一些。尽管这个被称为“xtej1650-500”的黑洞算是小个头,但它却是极具破坏性的“引擎”。它与其它黑洞一样,从伴星那里偷取气体,使自己升温,基于xtej1650-500黑洞的质量,它释放x射线的强度呈周期性变化。天文学家通过观测这种微小的变化,能够测量这颗黑洞的质量。

黑洞并不仅仅是在宇宙空间吞噬气体,如果形成黑洞的恒星处于快速旋转,那么这个黑洞也会持续旋转。相比静止状态的黑洞,旋转黑洞能够更好地控制环绕其周围的宇宙物质盘。这个快速旋转的黑洞叫做grs1915+105,大约每秒旋转1000次。这几乎是黑洞旋转的最快速度,这一速度是快速旋转恒星崩溃之前测定的。

超大所谓“超大质量黑洞”是指质量超过太阳100万倍以上的黑洞。如果星系中心的超大质量黑洞不再是“无色的”存在超大质量黑洞,那么在它周围的物质亦应当像绕太阳旋转的行星那样,遵循“开普勒行星运动三定律”,哈勃太空望远镜就在ngc4261.

室女座m84星系、室女座m87星系等星系中心发现了高速旋转的气体,而且发现银河系中心有几颗恒星按照轨道环绕中心的速度是其他恒星的上千倍,能使恒星飞速旋转必须有极大的引力,而只可能是超大质量黑洞有这样的能力。

根据开普勒定律,气体的旋转速度应与其围绕天体的质量的平方根成正比,与旋转半径的平方根成反比。如果能够确定旋转速度和半径,就能求出哪个天体的质量,ngc4261旋转半径为300光年以内,质量约为太阳质量的20亿倍;

m84星系旋转半径为30光年以内,质量约为太阳质量的3亿倍;m87星系旋转半径为15光年以内,质量约为太阳质量的30亿倍。10亿倍太阳质量的黑洞的半径大约为10天文单位,也就是1光年的一万分之一。

所以,哈勃太空望远镜的观测结果与黑洞的半径相比较,还没有把握住黑洞的外侧。1995年,有关科学家与美国史密森尼安天文台合作,使用超长基线电波干涉仪群观测猎犬ngc4258星系的中心区域,发现在ngc4258星系中心仅0.3光年的区域内,就存在相当太阳质量3600万倍的质量,而且获得了迄今为止最精确的旋转速度。

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由此,星系中心存在超大质量黑洞的可能几乎转瞬间便具有了可能性。同年,科学家们进行了对确认超大质量黑洞具有决定意义的观测,证据是通过日本的x射线天文卫星观测得到的,观测对象是名为“mcg-6-30-15”的一个活跃星系。

观测结果表明,来自这个星系中心的x射线发生了“引力红移”,这是非黑洞无法解释的。所谓“引力红移”是在强引力作用下,时间似乎变慢的可用广义相对论解释的现象,在这种现象中光波长变长。

这个现象被确认其意义就相当于直接观测到黑洞。科学家从此得到了超大质量黑洞存在的强有力的证据,任何星系都存在巨大黑洞。黑洞不是“无色的”周围可能围绕着光环据麻省理工学院《技术评论》(technologyreview)杂志报道,天文学家认为,星系中心的超大质量黑洞不再是“无色的”,其周围可能围绕着光环。

据报道,天文学家利用甚长基线干涉测量法,已经在黑洞成像技术方面取得了长足进步。人们普遍认为,在不远的将来,还会开发出更加先进的观测方法。

根据理论预测,黑洞周围的光环,由黑洞吸引和束缚的光子组成。这个光环并没有穿透“事件穹界”,仅仅位于“事件穹界”的外围。事件穹界,即黑洞周围让物质有去无回的边界,在边界以外观测不到边界以内的任何事件。

光环的直径可能比其围绕的黑洞直径大几倍,利用未来的成像技术可能可以看到它们。现在天文学家最急切希望的是,利用甚长基线干涉测量法等手段,可直接测量黑洞的质量。

天文学家认为,他们将很快会直接观测到黑洞,并且能够观测到这些光环。广义相对论有一个著名的黑洞“发定理”(no-hairtheorem),它表明稳定黑洞的内部性质被其质量、电荷及角动量三个宏观参数所完全表示。阿里桑那大学专家蒂姆·约翰森(timjohannsen)和迪米特里奥斯·帕萨提斯(dimitriospsaltis)指出,位于星系中心的黑洞是验证“发定理”的最合适的对象。

2010年11月16日凌晨1点30分,美国宇航局宣称,科学家通过美国宇航黑洞局钱德拉x射线望远镜在距地球5000万光年处发现了仅诞生30年的黑洞。

领导这项研究的美国哈佛·史密森天体物理学研究中心的丹尼尔·帕特诺德(danielpatnaude)说:“如果我们的解释是正确的,这将是迄今为止观测到的距离地球最近的新生黑洞!”

这个最新发现的年仅30岁婴儿黑洞是超新星sn1979c的残骸物质,该超新星位于m100星系,大约距离地球5000万光年。基于1995年至2007年的观测数据,科学家推断这个年轻黑洞的成长是超新星sn1979c或者一个双星系统提供“营养成份”。超新星sn1979c首次被观测是1979年,由一位业余天文学家发现。

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科学家认为sn1979c是由一颗质量是太阳20多倍的恒星坍塌后形成的。之前在遥远宇宙区域发现的新黑洞是在伽马射线暴(grbs)中发现的,然而sn1979c截然不同,这是由于它非常接近地球,属于超新星类型,不可能与伽马射线暴有关。科学家基于该理论预测宇宙中存在着更多的黑洞,它们形成于恒星内核崩溃、未产生伽马射线暴的时期。

这个婴儿黑洞的30岁年龄与近期理论研究相一致。2005年,一项理论研究报告显示,超新星sn1979c的明亮光线的能量来源于一个黑洞的喷射流,该黑洞喷射流不能穿透恒星的氢气包裹层形成伽马射线暴。

这项研究结果与sn1979c的观测结果十分相符。定理1972年,美国普林斯顿大学青年研究生贝肯斯坦提出黑洞“定理”:星体坍缩成黑洞后,只剩下质量,角动量,电荷三个基本守恒量继续起作用。其他一切因素(“毛发”)都在进入黑洞后消失了。这一定理后来由霍金等四人严格证明。

观察一个恒星坍缩并形成黑洞时,因为在相对论中没有绝对时进入黑洞间,所以每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场,在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。

假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩,按照他的表,每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上去。在他的表的某一时刻,譬如11点钟,恒星刚好收缩到它的临界半径,此时引力场强到没有任何东西可以逃逸出去,他的信号再也不能传到空间飞船了。

当11点到达时,他在空间飞船中的伙伴发现,航天员发来的一串信号的时间间隔越变越长。但是这个效应在10点59分59秒之前是非常微小的。

在收到10点59分58秒和10点59分59秒发出的两个信号之间,他们只需等待比一秒钟稍长一点的时间,然而他们必须为11点发出的信号等待无限长的时间。按照航天员的手表,光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星表面发出;从空间飞船上看,那光波被散开到无限长的时间间隔里。

在空间飞船上收到这一串光波的时间间隔变得越来越长,所以恒星来的光显得越来越红、越来越淡,最后,该恒星变得如此之朦胧,以至于从空间飞船上再也看不见它,所余下的只是空间中的一个黑洞。

然而,此恒星继续以同样的引力作用到空间飞船上,使飞船继续绕着所形成的黑洞旋转。但是由于以下的问题,使得上述情景不是完全现实的。离开恒星越远则引力越弱,所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。

在恒星还未收缩到临界半径而形成事件视界之前,这力的差就已经将航天员拉成意大利面条那样,甚至将他撕裂!然而,在宇宙中存在质量大得多的天体,譬如星系的中心区域,它们遭受到引力坍缩而产生黑洞;一位在这样的物体上面的航天员在黑洞形成之前不会被撕开。

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事实上,当他到达临界半径时,不会有任何异样的感觉,甚至在通过永不回返的那一点时,都没注意到。但是,随着这区域继续坍缩,只要在几个钟头之内,作用到他头上和脚上的引力之差会变得如此之大,以至于再将其撕裂。

另一个看法(时间换空间):在外面飞船上看来,航天员进入视界的这一秒被无限延长,同时这临界事件视界范围很有限,但在航天员自己看来,他的这一秒是正常流逝的瞬间,在再下一秒,他的时间流逝早已超越外面飞船无限的未来,空间已不是外面飞船所能观察到的了,所以,航天员不但不会被拉成面条,而是到达一个新的宇宙空间(可能是一样在膨胀的),无论这个空间是否是虫洞.

2001年1月,英国圣安德鲁大学著名理论物理科学家乌尔夫·利昂哈特宣布他和其他英国科研人员将在实验室中制造出一个黑洞,当时没有人对此感到惊讶。然而俄《真理报》日前披露俄罗斯科学家的预言:黑洞不仅可以在实验室中制造出来,而且50年后,具有巨大能量的“黑洞炸弹”!

今人类谈虎色变的“原子弹”也相形见绌。人造黑洞的设想由威廉·昂鲁教授提出,他认为声波在流体中的表现与光在黑洞中的表现非常相似,如果使流体的速度超过音速,那么事实上就已经在该流体中建立了一个人造黑洞现象。

但利昂哈特博士打算制造的人造黑洞由于缺乏足够的引力,除了光线外,无法像真正的黑洞那样“吞下周围的所有东西”。俄罗斯科学家亚力克山大·特罗菲蒙科认为,能吞噬万物的真正宇宙黑洞也完全可以通过实验室“制造出来”:一个原子核大小的黑洞,它的能量将超过一家核工厂。

如果人类有一天真的制造出黑洞炸弹,那么一颗黑洞炸弹爆炸后产生的能量,将相当于数颗原子弹同时爆炸,它至少可以造成10亿人死亡。”

罗杰·彭罗斯在1965年和1970年之间的研究指出,根据广义相对论,在黑洞中必然存在无限大密度和空间——时间曲率的奇点。这和时间开端时的大爆炸相当类似,只不过它是一个坍缩物体和航天员的时间终点而已。

在此奇点,科学定律和预言将来的能力都失效了。然而,任何留在黑洞之外的观察者,将不会受到可预见性失效的影响,因为从奇点出发的不管是光还是任何其他信号都不能到达。

这令人惊奇的事实导致罗杰·彭罗斯提出了宇宙监督猜测,它可以被意译为:“上帝憎恶裸奇点。”换言之,由引力坍缩所产生的奇点只能发生在像黑洞这样的地方,在那儿它被事件视界体面地遮住而不被外界看见。

严格地讲,这是所谓弱的宇宙监督猜测:它使留在黑洞外面的观察者不致受到发生在奇点处的可预见性失效的影响,但它对那位不幸落到黑洞里的可怜的航天员却是爱莫能助。

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广义相对论方程存在一些解,这些解使得我们的航天员可能看到裸奇点。他也许能避免撞到奇点上去,而穿过一个“虫洞”来到宇宙的另一区域。

看来这给空间——时间内的旅行提供了巨大的可能性。但是不幸的是,所有这些解似乎都是非常不稳定的;最小的干扰,譬如一个航天员的存在就会使之改变,以至于他还没能看到此奇点,就撞上去而结束了他的时间。

换言之,奇点总是发生在他的将来,而从不会在过去。强的宇宙监督猜测是说,在一个现实的解里,奇点总是或者整个存在于将来(如引力坍缩的奇点),或者整个存在于过去(如大爆炸)。因为在接近裸奇点处可能旅行到过去,所以宇宙监督猜测的某种形式的成立是大有希望的。

广义相对论预言,运动的重物会导致引力波的辐射,那是以光的速度传播的空间——时间曲率的涟漪。引力波和电磁场的涟漪光波相类似,但是要探测到它则困难得多。

就像光一样,它带走了发射它们的物体的能量。因为任何运动中的能量都会被引力波的辐射所带走,所以可以预料,一个大质量物体的系统最终会趋向于一种不变的状态。

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