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黑洞的形状（第1页）

黑洞的形状

在进入宇航时代的今天，世界各国已拥有各种先进的天文观测设备，比如说大口径配有灵敏度极高的接受器的光学望远镜，大型射电天文望远镜，已经突破了地球大气层包围的哈勃空间望远镜等。天文观测已可以触及到距地球100亿光年以外的遥远天体，从河外星系到宇宙尘埃都能够一览无余，甚至像几万公里外一支小蜡烛那么微弱的光也能观测到，而唯独对“黑洞”却无能为力，的确是有些不合逻辑。倘若它真是一种质量、密度很大，磁场、引力极强的“天体”，为什么至今看不到它的庐山真面目呢？原因非常简单，“黑洞”并不是一种实体星球，而是宇宙天体运动时产生的各种“磁场旋涡”现象，它的能量、射线辐射主要都是通过磁场力作用产生的，因为它的构成物质密度极其稀薄，光线发射极其微弱．所以根本无法在远距离用光学仪器观察到它的形状，按其形态和性质说来它倒确实是一个名副其实的“黑暗磁场旋涡洞”。

设想如果“黑洞”是一种物质构成密度十分大的“天体”，那么，在“黑洞”与物质密度相对极小的宇宙空间两者应该是有分界面的。按照光的反射、折射原理，当光投在两种物质的分界面时会有反射和折射现象的，这一点已经从宇宙中所有不发光天体都可以反光得到证实，无一例外。因而，从“黑洞”不能反射光线这一点说明“黑洞”虽然有很强的吸引力，然而它的物质构成密度极其稀薄，还不足以达到反射光线的程度（并不是光线由于被它吸引无法脱离而不能反射）。当光线与它相遇时，那就只能是穿它而过了，没有明显的光反射和折射现象。因此也就不能通过光学观测直接看到它的形状，而只能用其他天文观测方式，通过“黑洞”急速旋转运动中产生的极强各类射线辐射来证实它的存在。天文学家通过哈勃望远镜上的高速光度计在1992年对天鹅座X-1的一批观察数据进行分析时，发现了两个正在迅速衰减并很快消失的紫外线脉冲阵列。此类现象与理论预言的物质落进黑洞视界时释放辐射的特征正相符合。至于光线在“黑洞”附近会发生弯曲的现象，是由于光波本身就是一种频率非常高的电磁波，光现象本质就是一种电磁现象，所以，光线在“黑洞”附近由于受其磁场引力作用而发生弯曲现象是十分自然的。

宇宙中所有天体都并非孤立存在的、所有物质之间都有千丝万缕的相互内在联系。“黑洞”现象的产生也不是偶然的，而是在自然规律内物质循环演变过程中一个十分重要的环节。整个自然界是由不断运动着的物质所组成，绝对静止的物质是根本不存在的，物质运动必然会产生磁场，天体和磁场是无法分割的整体，只要天体存在，它周围就一定有磁场存在。各类物质结构因为运动方向的不同，运动速度的差异，会产生无数大小不一、强弱不同的磁场旋涡，这种磁场旋涡就是神秘的“黑洞”。大的物质结构产生大的磁场旋涡，比如说星系中心的“黑洞”（银河系中心）；小的物质结构能产生小的磁场旋涡，如恒星之间的“黑洞”（天鹅座X-I）。自然界决定物质能量大小包括两个重要因素：一是物质的质量；二是物质的运动速度。由于磁场具有力和能的特征，因而“黑洞”虽然构成物质密度很小，但因为它有极快的旋转运动速度，当组成它的物质凝聚向一个方向作有序运动时，便产生非常大的能量和极强的引力。宇宙中部分分散的呈气态的氢、氧类物质和呈固态的硅、铁类尘埃物质，受“黑洞”吸引力作用，在“黑洞”附近运动方向发生变化，向其中心高速旋进，容易形成围绕“黑洞”中心运动的圆形气体尘埃环。“黑洞”虽然无法直观地看到，但可以通过它向外发出的各类射线辐射现象提示它的形态。国外有报道，哈勃望远镜已经拍摄到了“黑洞”周围边缘呈翘曲状的尘埃圆盘，这就更形象地证实了“黑洞”的旋涡性质与真实形态以及旋涡多呈漏斗状的特点。

其实宇宙中这些各类“黑洞”的运动形态和形成原理就像我们用肉眼能够观察到的许多自然涡流现象一样。比如说地球上大气运动产生的热带气旋——“台风”，在“台风”外围是急速旋转的气流形成的急风暴雨区域，能量特别大。而在空气涡流中心区域——“台风眼”，因为空气稀薄，压力相对较小，对周围产生很大吸引力，所以气流不易进入。反而是风平浪静的区域，从卫星图上能够清晰地看到“台风”的圆形旋涡状云团。还有江河湖海中的水涡流也是圆形旋涡状的，水涡流同样有非常大的能量和吸引力，当物体接近时会被吸引进漩涡之中。“黑洞”就如同“台风”、“水流漩涡”这些可以直观的涡流现象，是宇宙中物质运动的产物。它的巨大能量和引力通常来自物质急速运动产生的磁场。

“黑洞”中心是外界物质不易进入、有形物质极少的区域，因而，在“黑洞”的中心都是空白区域。因为它对周围物质的吸引力在各方向基本是均匀的，通常“黑洞”周围物质运行的轨迹都是圆形旋涡状的．。由于“黑洞”物质分布密度的不同，周围还可能伸出一些旋臂（如可见的星系旋臂），导致同方向辐射强弱程度不同的射线脉冲现象（即脉冲星）。

在“黑洞”引力吸积过程中，物质的数量和密度也会不断增加，磁场旋涡范围会相应增大，能量和引力明显加强，又会吸引更多的物质，像滚雪球一样不断发展。当“黑洞”周围物质达到相当体积和密度时，对光的反射、折射作用慢慢增强，到了一定程度便发展成为可以通过光学望远镜直接观察到的有形天体，正是从恒星级“黑洞”中孕育出新生的天体“星云”。这种初期的有形天体多呈环状（环状星云），它的构成物质相对依旧很稀薄，所以，形状十分模糊。随着“星云”体积不断膨胀，便开始了几十亿年以上向“恒星”发展的演变进程。