黑洞是宇宙中最為強大和神秘的天體了。
強大是因為它可以吸附一切進入其引力范圍內的物質,將它們扯碎并拉入其中。神秘則是因為這種強大的天體是完全不可見的。想要逃脫一個天體的引力束縛就必須要具有一定的初始速度,天體的引力越大,所需要的速度就越快,而在黑洞的“事件視界”范圍之內,逃逸速度已經超過了光速,所以即便是光也無法逃脫。我們能夠看到一個東西,就是因為光,而光逃不出黑洞,所以我們也就看不見黑洞。
那么,迄今為止我們觀測到的那些黑洞又是怎么回事呢?
那是我們借助黑洞周圍的物質觀測到的。黑洞擁有強大的引力,會吸積周圍的物質,這些物質被黑洞強大的引力扯碎,在黑洞周圍形成一個高速旋轉的盤狀結構,因為速度很快,這些物質彼此之間會因為劇烈的摩擦而被加熱,并發出強烈的電磁輻射,所以我們就能夠看到它們。也就是說,我們看到的其實不是黑洞,而是黑洞周圍的物質。還有一些黑洞周圍已經沒有什么物質了,但它有一顆伴星,其強大的引力會對伴星產生影響,而我們通過伴星的變化也能發現黑洞的存在。
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如果黑洞周圍既沒有物質,也沒有伴星,會怎么樣呢?
那它就是完全不可見的,我們就稱它為“孤立黑洞”。黑洞是由大質量恒星消亡后而形成的,我們的宇宙已經138億歲了,我們所在的銀河系年齡也超過了100億歲,恒星的壽命與質量成反比,質量越大,壽命就越短,這也就意味著廣袤的宇宙中、銀河系之中都已經有大量的黑洞存在。科學家估計,僅銀河系中的黑洞數量就應該在10億個以上,而它們之中的大多數可能都是孤立黑洞。
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“小行星撞擊”是一個比較流行的宇宙災難話題,但其實孤立黑洞要比小行星危險得多。
首先,黑洞的破壞力要遠超小行星,假如一個黑洞進入太陽系,太陽系中的大小天體都會受到它的引力影響,所有星體的軌道都會被擾亂,整個太陽系可能會因此而分崩離析,甚至徹底墜入黑洞之中。其次,小行星是看得到的,現今的人類科技已經可以對小行星的運行軌跡進行追蹤,但孤立黑洞卻是完全不可見的,假如現在有一個孤立黑洞從遙遠的宇宙中空間奔著太陽系而來,我們根本無從知曉。
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孤立黑洞就如同宇宙中的潛行獵手,危險而又難以被發現。
真的就沒有一點辦法可以發現它們嗎?其實也不是。任何有質量的物體都具有引力,而引力會導致周圍的時空發生彎曲,質量巨大的天體周圍時空的彎曲也是非常明顯的,這就會導致經過這一區域的光線發生偏折。所以當有一個質量足夠大的天體運行到背景恒星和觀測者之間時,背景恒星發出的光就會因引力透鏡效應而變得更亮,而且光線原本的運行路徑也會被改變,從而使觀測者覺得恒星的位置發生了變化。
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利用這種引力透鏡效應,我們就有機會發現孤立黑洞的存在。
這不僅是一個理論,在2011年的時候,科學家就利用這個方法發現了位于人馬座方向上的一個孤立黑洞,并將其命名為“OGLE-2011-BLG-0462”。在后續的研究中,科學家通過發15個望遠鏡,經歷十幾年的觀測,終于確定了這個孤立黑洞的半徑約為21.1公里,是太陽質量的7.15倍,距離地球約5000光年。
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