黑 洞

1798 年，拉普拉斯写道“如果一颗发光的星体，其密度和地球相等，

其体积比太阳大 250 倍，那么由于星球的引力，它的光线将达不到我们这里。因此，宇宙间最大的一些发光的星球有可能是看不见的。”实际上， 用牛顿力学公式计算逃逸速度 V 时，有

  1. mV 2 = GMm ,

  2. r

V2 = 2GM / r

其中 G 为万有引力常数，M 为星体质量。当 r＜2GM/c2 时，逃逸速度 V

＞C，也就是说，此时光线不能从该星体逃逸出来到达我们这里，我们看不到这个星体，因此我们称之为黑洞。

人们很自然地会问，既然我们看不见黑洞，又怎么会知道宇宙中是否真正地存在黑洞呢？黑洞又是如何产生的呢？要回答这些问题仅仅用牛顿力学的理论是远远不够的，自爱因斯坦的广义相对论建立以后，人们对黑洞的认识才慢慢清楚了。

1939 年，奥本海默和沃尔科夫提出，天体演化的终点可能是中子星， 并用广义相对论考察了恒星的平衡状态。研究发现，由冷中子构成的星体， 如果该星体的质量很大，则它将继续不断地无限坍缩，而绝不会达到平衡。并断定没有物理规律能干预或者至少抑制星体坍缩而形成黑洞。因此可以说，黑洞是死亡了的星体，是星体演化的终点。

随着黑洞天体物理学各方面的进展，以及现代测量手段的提高，现在比较公认的黑洞候选者有天鹅 X—1，规座 X—1，大麦哲云 X—1，X—3， 和英仙座附近的 X 射线源。

那么，宇宙中的黑洞是怎样形成的呢？现在比较公认有三个过程可能导致引力坍缩形成黑洞。一是质量足够大的恒星（质量为太阳质量的 1～ 50 倍），随着其年龄的增加，就逐渐衰老直至死亡，形成黑洞。二是在星系的中心区域密集着许多恒星，形成星团，随着时间的推进，星团的演化使得星团中心区域越来越密。结果导致了恒星之间的相互碰撞，引起了恒星的破裂，这些破裂的恒星形成一个单一的超级大质量的物体，由于引力的作用，这个物体又能坍缩成黑洞。三是生来就有的原始黑洞。非常早期的宇宙物质的密度极高，在这个阶段密度的不均匀性又能会引起黑洞的产生。

应当强调一下，目前有关黑洞的理论还仅仅是一种假说，当然是一种非常合乎情理的假说。我们对黑洞的了解还很肤浅，有关黑洞的一些问题我们仍然莫名其妙和无法理解，还有待进一步探索。