登陆注册
1837300000003

第3章 宇宙的主宰是谁

你知道吗?很多大的星系的中心都有一个黑暗的“暴君”。这一发现,是现代天文学研究的新成果。英国出版的《新科学家周刊》2000年第3期有篇题为《宇宙的主人》的载文,该文指出:虽然它的臣民们看不见这位“君主”,但是它却统占着伸展到数千光年以外的几十亿个“太阳系”,它在所有“太阳系”诞生之前就已存在,并且早就在帮助塑造它们的未来了。这些“暴君”就是黑洞,天文学家将它们称为“超大质量”天体。

自从天文学家于20世纪初预言黑洞的存在以来,人们陆陆续续地得到了各种证据,证明了宇宙中确实存在着黑洞。然而,对于这种无法以可见光看到的天体,人类的了解究竟达到什么程度?

如今,天文学家们正在开始怀疑是否已经在宇宙中留下了象征它们权威的标记。2000年年初,研究人员提出:巨大的黑洞是宇宙中所有星系萌生的“种子”,近来,天文学家发现了更多的支持这一观点的证据。

早在几十年前,天文学家就发现了类星体——位于遥远星系中央的高亮度的天体。类星体的亮度可以是环绕在它周围的星系的数百倍,但是它们的体积却比我们的太阳系还小。到底是什么东西可以从这么小的空间里发出这么多的光和辐射呢?——黑洞是一种可能性。

尽管人们对于黑洞吞噬光线的能力了解得更多一些,但是它们也可以成为灿烂光芒的发源地,被黑洞吞没的物质会在黑洞周围形成一个呈螺旋形运动的圆盘,而圆盘在剧烈的翻腾过程中所产生的摩擦会将默默的气体加热到白热状态。天文学家认为,这就是类星体发光的原因。

因此,当天文观测的结果开始证明更多的普通星系中央存在着黑洞时,天文学家自然会认为它们是能量已经耗尽的类星体。

1978年,在一个编号为M87的星系中,天文学家第一次捕捉到这样一团巨大的黑色物质。

1988年,美国密歇根大学的道格·里奇斯通和他的同事阿兰·德雷斯勒对螺旋形的安德洛墨达星系和椭圆形的小星系M32进行了观察,科学家们因而得出这样的结论:上述两个星系中一定存在着巨大的黑洞。果然,在几年的时间里,哈勃太空望远镜在我们附近的20多个星系里已经发现了巨大的黑洞存在的证据。其中的一个黑洞属于我们自己:银河系中心有一个质量相当于300万个太阳的黑洞。

那么,在星系的生命进程中,这些超大质量的黑洞扮演着什么样的角色呢?

在2000年1月的美国天文学会上,里奇斯通提出一个引起天文学家激烈争论的观点:黑洞可能首先是星系的缔造者。里奇斯通这一观点将传统的天体物理学整个颠倒了过来。宾夕法尼亚州立大学的戈登·加迈尔则指出:巨大的黑洞可能在时间刚刚诞生时就已经形成,而且它们一直都是在其周围形成的新星系萌生的“种子”。

星系为什么会需要这样的“种子”呢?早期的宇宙非常匀净。创世大爆炸残留下来的余辉表明,在早期的宇宙中,不同区域之间的密度差异非常小,不超过大约10万分之一。为了创造出我们今天看到的由星系和空间组成的宇宙,这些微小的密度差异一定被放大了许多倍。而且这一放大过程非常迅速。因为在创世大爆炸发生仅10亿年后星系就出现了。加迈尔指出:“这段时间对于宇宙完成从‘平滑’到‘粗糙’的演变过程来说并不算长。”为此他提出,巨大的黑洞在这一过程中可能扮演了引力种子的角色,黑洞将受到其引力作用的物质吸引到它的周围,这些物质又进一步演变形成恒星。换句话说,星系就这样诞生了。

与此同时,美国航天局新近建成的钱德拉χ射线观测站也给里奇斯通提供了一些支持其观点的证据。一个由天文学家组成的研究小组在《自然》杂志上发表了钱德拉望远镜的观测结果。研究小组负责人理查德·穆绍茨提出:新发现的“暗光天体”可能是非常遥远的类星体,它们发出的普通光线已经被星系间的气体吸收,因此只有χ射线穿过星际间气体到达了地球。它们可能是处于生机勃勃的青年时代的类星体,这时大多数星系都还没有形成。

但是,即使有证据表明黑洞并没有这么古老,它们也仍然有可能对星系的演变产生深远的影响。

大约在1998年,里奇斯通和德雷斯勒及多伦多大学的约翰·马里因安等十几位天文学家进行合作,以便将所有人们已知的关于邻近星系中黑洞的信息集中在一起。他们发现,位于星系中央的黑洞的体积总是大约相当于其周围的核球体积的1%。但是问题在于,核球部分的大小与星系中央的黑洞的大小为什么会有如此紧密的联系呢?

1988年,英国剑桥大学的马丁·里斯和乔·西尔克提出了他们对这种紧密联系的解释:年轻的类星体发出的辐射可能会推动带电粒子风吹到环绕在它周围的星系中去,随着黑洞吞噬的物质越来越多,其体积也在稳步增加,类星体因而会变得更亮,带电粒子风也会相应加强。最终,带电粒子风的强度大到足以克服星系引力的程度,这时它就会把所有的气体都吹走。随着黑洞的气体供应被切断,它会停止膨胀,而整个星系的扩张也会相应停止。西尔克和里奇斯通通过计算得出:黑洞的体积必须增加到与马戈里安提出的质量关系大致相当的程度才会停止增长。

在此之前,年轻的类星体可能还会对其周围的星系产生其他的影响。密歇根大学的里奇斯通指出:“在其生命最初的1亿年时间里,类星体可以控制其所在星系的能量输出。”在这一段时间里,类星体发出的所有辐射也许可以帮助引发恒星的形成,虽然这一变化过程相当复杂。

类星体也可能会搅动其所在的星系。它们会喷出带有强大的能量的高速物质,这种高速物质流可以席卷整个星系,从而产生对周围气体有压缩作用的冲击波。这种压缩也有可能对恒星的形成产生帮助作用。

最后,巨大的黑洞可能会改变其所在星系的形状。在20世纪70年代,牛津大学的詹姆斯·宾尼通过计算认为:大多数椭圆形星系的形状都非常奇怪,它的x轴、y轴、z轴中应该有一条较长,而另一条的长度则介于二者之间。椭圆形星系看上去可能有点像一粒西瓜籽,或者一个被压扁的橄榄球。

但是,后来的天文学观测表明,大多数椭圆形星系的形状要比宾尼描述的更为对称——就像M&M巧克力豆一样是一个被压扁的球体。这是因为星系中央的黑洞扰乱了该星系恒星的运行轨道,从而使它们变得不稳定。因此,这个星系的形状很快就会变成更为稳定的扁球形。

事实上,我们很难相信黑洞会拥有上面提到的这些强大力量中的任何一种:比我们的太阳系还小的东西,却可以控制由数十亿颗恒星组成的巨大的宇宙区域,这种说法看起来仍然充满怪诞的色彩。

但根据路透社华盛顿电,关于黑洞的强大力量之说又有了新的证据。就在发布电文的当天,利用哈勃天文望远镜工作的天文学家公布了一张照片,从中可以看到宇宙中电子流的喷发。这股电子流像探照灯一样在宇宙中闪闪发光,其动力来源于吸力强大的黑洞。

这个看起来像宇宙探照灯光束的电子流实际上由几乎以光速从M87星系中心喷射出来的电子以及其他亚原子粒子组成。M87星系距离地球5000万光年,这股电子流自身的长度大约为5000光年。人们可以通过因特网看到这张最新发布的由哈勃望远镜拍摄的照片。

科学家发表的一份声明说,天文学家们早在1918年就知道了这股来自M87星系的奇特的电子喷射流,但是只有这张由哈勃望远镜在1998年拍摄并经过科学家们两年研究的照片揭示了这股电子流的来源。

天文学家们说,M87星系的中心隐藏着一个特大黑洞,它已经吞噬了相当于太阳质量20亿倍的物质。

同类推荐
  • 孩子最爱问的经典科学迷题

    孩子最爱问的经典科学迷题

    孩子的好奇心是与生俱来的,孩子眼中的世界是神奇而又陌生的。在孩子渐渐长大的过程中,应该让他们发挥自己爱问问题的本性,使他们在探知尚未熟悉的世界的过程中成长心智,使他们充分享受到破解迷惑的无穷乐趣,让他们的眼睛永远闪烁智慧与灵性的光芒,让世界在孩子们的眼中揭开一层层神秘的面纱。科普书,尤其是给孩子看的科普书更应该特别用心去写,要了解孩子的心理,从他们感兴趣的角度叙述。鉴于此,我们编写了这本汇集人体、动物、科技、宇宙、自然等各方面经典科学谜题的科普书,以期让孩子了解科学、爱上科学!
  • 同桌冤家:考试真疯狂

    同桌冤家:考试真疯狂

    伍美珍,喜欢小朋友、喜欢开玩笑,被好友昵称为“美美”的人。善于用键盘敲故事、而用钢笔却写不出一个故事的……奇怪的人。在大学课堂讲授一本正经的写作原理的人,在小学校园和孩子们笑谈轻松阅读和快乐写作的人,在杂志中充当“阳光姐姐”为消解小朋友的烦恼出主意的人。每天电子信箱里都会堆满“小情书”,其内容大都是“阳光姐姐,我好喜欢你”这样情真意切表白的……幸福的人。已敲出七十多本书的……超人!
  • 从童年看财商

    从童年看财商

    本书选编了几位古代和二十多位现代的成功人士的童年情况和主要成就。通过阅读此书让中小学生阅读此书了解知识,激励自己。特别是从小主动培养自己的财商将大有好处。
  • 道德经(国学启蒙书系列)

    道德经(国学启蒙书系列)

    《道德经》,又称《道德真经》、《老子》、《五千言》、《老子五千文》,是中国古代先秦诸子分家前的一部著作,为其时诸子所共仰,传说是春秋时期的老子李耳所撰写,是道家哲学思想的重要来源。是中国历史上首部完整的哲学著作。
  • 安徒生童话

    安徒生童话

    汉斯·克里斯蒂安·安徒生丹麦作家,诗人,因其童话作品而世界闻名。他最著名的童话故事有《小锡兵》、《冰雪女王》、《拇指姑娘》、《卖火柴的小女孩》、《丑小鸭》和《红鞋》等。安徒生生前曾得到皇家的致敬,并被高度赞扬为给全欧洲的一代孩子带来了欢乐。他的作品已经被译为150多种语言,成千上万册童话书在全球陆续发行出版。
热门推荐
  • 茶道(最新21世纪生活百科手册)

    茶道(最新21世纪生活百科手册)

    本文主要讲述的是茶的起源、采制工具、制造、器皿、烤煮方法、饮用习俗以及产地等。
  • 修仙界生存手札

    修仙界生存手札

    【目前起点搜不到QQ阅读可看】与其同真实一并死去,我宁愿为谎言而生。你说我“命数将尽”,命运却为我选择出这条反抗一切的路。无论如何,一直、一直继续下去吧。按照命运的轨迹,继续走下去。——即便生存如此艰难。◆PS:1.非所谓正统修仙文,无男主,类群像,“每个人都是自己的主角”。2.可以暴打作者的读者群号:7769636283.不是什么正经仙侠,不是什么正经作者,所有角色随时可能死亡的一个残酷世界。——“现实永远比小说更荒唐。”4.不喜勿喷,有意见有看法可探讨。5.自嗨作,所有萌点皆为我圈地自萌不喜请绕道。6.文笔渣剧情渣觉得自己什么都渣哪哪儿都不好,对此不适请提前规避。
  • 逍遥魔妃

    逍遥魔妃

    绝色倾城,唯美无双;素手银针,医行天下。一次异世旅行之路,遇见了此生的良人。她,兰雨馨,兰氏家族的少主,医毒双绝,要风得风要雨得雨,却是自小无父,冰锁心门。他,白雾宇,夜阑王朝的三皇子,惊才艳艳,却在遇见她时,失了心,动了情,爱上了魔女。无心、无情、无恋。动心、动情、懂恋。对于他来说,她是一个迷一样的女子,身世成谜,灵动风华,让他沉迷。对于她来说,他是可以依靠一生的爱人,冷漠温情,只因她而存在。跨越时空的爱恋,是无意间的相逢,还是命中注定,一切都伴随着两人的相遇、相逢、相知、相恋,而清明!片段一:“你不认识路?”两人同时问了出来,话一出口两人都愣了。“我不认识路。”又是异口同声。“你…我…”又是异口同声的解释。“你先说吧。”又是异口同声。两人都沉默了。最后沉默了一会还是兰雨馨先开口:“我以为,你从丛林外来,会知道出去的路。”“额,那时我是被人追杀至此,如果不是误闯进丛林,并且被你救了,估计我现在只是一具尸体了,那时的我,怎么可能会注意路是怎么走的!可是,你怎么不知道出去的路?不知道的话,你怎么进来的?”白雾宇解释,有问向兰雨馨。片段二:“你想干什么?”在白雾宇的投靠过来之前,兰雨馨厉声质问。被兰雨馨的质问从沉寂中惊醒的白雾宇在看到兰雨馨脸上的愤怒的时候,尴尬的笑笑:“对不起,我不是故意的…”“不是故意的,那就是有意的喽!”兰雨馨在白雾宇想解释的时候,打断了他,故意曲解了他的话。“不,不是,我不是有意的,我只是觉得你身上的药香很好闻,所以想要靠近你闻一下,我真的只是想闻闻…”白雾宇激动的想要向兰雨馨解释,但是似乎越解释越乱。“你什么意思?难不成…”兰雨馨眯起小眼睛,状似被欺负了似的。“不,不是,我,我不是那个意思!”白雾宇更加的慌了,说话都有些混乱了。“不是这个意思,那是哪个意思?难道是你真的想…”兰雨馨故作是被白雾宇的话激怒了,根本不听白雾宇的解释,而且一直在曲解他的意思!而且话语中还带有一丝委屈似的哭腔。
  • 你是不是暗恋我快穿

    你是不是暗恋我快穿

    小世界的女配跑了,因为她发现,反派暗恋她。分开讲的小故事,甜。
  • 星皇

    星皇

    他狂妄自大,他杀人无数,他天生魔君,他几乎无所不能。穿越之前他是华夏族王子,是血龙裔神的唯一继承人。魂穿之后,他来到了星界之地,带着王子的记忆和性格,手握龙族至宝——血龙珠。这片天让他踩踏,这片地任他驰骋。这里没有法律,只有暴乱;没有怜悯,只有杀戮;没有友情,只有金钱。要么变成强者,要么被杀死。
  • 一吻情深:错爱景先生

    一吻情深:错爱景先生

    被男友跟继母弄晕,打算贩卖,却无意间听到他们打算吞掉公司的财产,她奋力逃出去,被赫赫有名的景行止救了,他帮了她,却也提出条件让她做他的妻子……继母跟男友继续陷害,她不得答应了做他的妻子,却不料在他的温柔里越陷越深……直到他的正牌女友归来,她才发现,那不过是一场预谋一场自作多情,景行止,早知如此,何必让我爱上你?情节虚构,请勿模仿
  • 隐婚蜜爱之总裁的淘气天后

    隐婚蜜爱之总裁的淘气天后

    重生之前,她不知被谁陷害,涅槃归来她步步生花,却是致命的曼珠沙华什么妖魔鬼怪,白莲渣男,统统把它们踩在脚下唱征服!不过,这一只恶魔是怎么回事...
  • 超神学院之反派系统初养成

    超神学院之反派系统初养成

    我只是一个普通人!只想当咸鱼,智商中等,又遇到一个咸鱼且爱女装的反派系统,我该怎么办……
  • 快穿锦鲤男神有点帅

    快穿锦鲤男神有点帅

    [1v1苏爽宠]悄兮被一个神奇的锦鲤系统砸中~还顺带收获了一个蠢啊萌的小鱼鱼。小鱼鱼:“锦鲤~在每个世界都走上人生巅峰噢!”悄兮:“有没有什么捷径?”小鱼鱼沉思片刻,“一切靠锦鲤自己!以及小鱼鱼的鼓励——”悄兮:“你的鼓励有什么用?”小鱼鱼:“我会鼓励锦鲤撩到最优质的美男!”悄兮“好。”“等我撩到美男就孤立你!”小鱼鱼目瞪口呆,仿佛受到了单身鱼的一千万点暴击。冷清太子:躺下,不许动。嗜血君主:要么死,要么和我在一起。病娇哥哥:兮兮,你的眼睛真好看,可以给哥哥嘛?本以为锦鲤会怕了怕了。没想到…自家锦鲤却是个妖精。面对以上美男,悄兮笑靥如花“好啊好啊~本姑娘会满足哒~”
  • 培养孩子成功个性的66种方法

    培养孩子成功个性的66种方法

    本书由小故事入手,将一个个富有哲理的故事与理论相结合,向读者朋友翔实诠解了孩子成长过程中形成的各种良好的个性,并有针对性地提出了培养成功个性的实用方法,从而帮助父母引导孩子,由平凡迈向成功之巅。人生就如同一艘航船,行驶在茫茫的大海之中,在驶向成功彼岸的路上,有的人成功了,而有的人却迷失了自我,缘何?因为有的人做了自己命运的舵手,而有的人却随波逐流。你的孩子是哪一种人呢?