宇宙中的黑洞

今天,大概很少有人会没有听说过“黑洞”这两个字的。如果宇宙间真有黑洞的话,它肯定是最奇异的天体了。多数天文学家相信黑洞是确实存在的,将会使你惊奇的是,大约在 70 多年以前,德国天文学家史瓦西(1873

—1916 年)已经讨论过这个问题了。

史瓦西 16 岁就发表了关于三体问题的论文。他先后在法国斯特拉斯堡大学和德国慕尼黑大学学习,在维也纳和格丁根天文台工作,还不到 30 岁,就担任了格丁根大学天文台台长。

他在天体照相测光和恒星研究等方面,都做了许多开创性的工作,对天文光学仪器的设计理论提出了精辟见解,作出了重要贡献。在他发表的所有论文中,最引人注意的是他去世前不久写成的关于黑洞的一篇。

天体的引力跟质量有关;脱离一个天体永不返回所需要的最低速度,即逃逸速度,也取决于天体的质量。我们地球的逃逸速度是每秒 11.2 公里,也

就是一般所说的第二宇宙速度;月球的逃逸速度是每秒 2.4 公里。如果一个天体的质量特别大,而又高度密集到特别小的体积内,将会怎样呢?它的引力将会非常强大,它的逃逸速度会大到与光速相等,即每秒 30 万公里。在这种情况下,包括光在内的任何东西,休想逃出这种天体的“势力”范围。连光线都无法向外辐射的天体,我们自然也无法看到它,这就是黑洞。

我们无法直接看到黑洞,但可以从种种有关现象间接知道它的存在。目前,相当多的天文学家都认为,天鹅座 X-1 双星系统中的一个子星,很可能就是黑洞,它的质量是太阳质量的 5.5 倍以上,乃至 15 倍。

尽管黑洞还只是理论预言的一种天体,史瓦西在这方面的贡献是很大的。为纪念他在科学上的功绩,1960 年,德意志民主共和国科学院正式称他为当代最伟大的天文学家,科学院天文台被命名为史瓦西天文台。