黑洞的成因再添新理论它诞生于恒星的直接塌陷生成速度很快保健养生 56健康网

　　二十世纪之初,物理学家阿尔伯特.爱因斯坦提出了石破天惊的广义相对论,为严格意义上的“黑洞”概念确立了基础。广义相对论中,爱因斯坦阐述了物质是如何引起空间和时间的扭曲——如同一个保龄球放在弹簧垫上一样,弹簧垫的表面会向下凹陷,也就是说,“引力”是宇宙几何形状变化而产生的效应。不久之后,德国天文学家卡尔.史瓦西从爱因斯坦的引力场方程中获得了一个“真空解”,这个“真空解”意味着,如果极大量的物质集中于极微小的空间中,则集中点的外围会产生一个界面——即“事件视界”——一旦进入“事件视界”中,包括光线在内的一切物质也无法逃脱,此后,人们把这个奇异的天体称为“史瓦西奇点”(也就是“黑洞”)。

　　如同一位父亲无法接受作恶多端的儿子一样,爱因斯坦无法接受黑洞的存在,他认为黑洞是一个可怕的怪物,一定不会存在于线年,爱因斯坦发表了一篇关于广义相对论和“史瓦西奇点”的论文,阐述了“史瓦西奇点”为什么不可能存在,认为一个天体的密度越大、反抗引力的内部压力越大,不可能压缩到1.125倍临界周长。可惜的是,爱因斯坦的观点对临界周长的计算是正确的,但对结果的解释犯了大错,事实上,天体接近它的临界周长时,引力必然超越天体内部的一切力量,使得天体产生灾难性的坍塌,从而形成了黑洞。近日,加拿大西部大学的天文学家山塔努.巴苏(Shantanu Basu)提出一种新理论,他认为诞生于恒星的直接坍塌,而不是诞生于恒星的残骸。

　　科学界的一般观点认为,黑洞诞生于某一恒星的濒临毁灭之际,恒星的核心在自身重力的作用下急速收缩、塌陷和集中,以致于中子间的排斥力也无法抗衡这一收缩和集中的过程,进而形成了黑洞。不过,山塔努.巴苏提出的新理论认为,若一颗质量较大的恒星,它的内部突发坍塌,那么黑洞就“随之而来”了,并不一定是恒星的濒临毁灭之际。为了检验这一新理论,山塔努.巴苏率领的研究团队建立了一个计算机模型——其基本条件为超大质量黑洞以极快的速度生成,耗费的时间很短暂——山塔努.巴苏介绍,人类无法直接观测黑洞的情况下,建立计算机模型是一种可行的间接观测和研究方式,他们的研究表明,黑洞诞生于恒星的直接坍塌。

　　山塔努.巴苏等人计算了短时间的条件下,超大质量黑洞的质量函数,基于质量函数而建立了这一计算机模型,“爱丁顿极限”——19世纪末,英国天体物理学家亚瑟.爱丁顿爵士提出了“爱丁顿极限”,这一概念是指非中空天体的发光强度极限——可以调节计算机模型中的黑洞质量增长。山塔努.巴苏认为,超大质量黑洞的质量增长时间非常短暂,由于恒星产生的辐射锐减,黑洞质量的增长会戛然而止。

　　步入21世纪之后,天文学家们在高红移的条件下,发现了许多质量极大的黑洞,它们的质量比太阳大了10亿倍以上,也就是说,宇宙热大爆炸事件发生的8亿年里,这些超大质量黑洞就诞生了,它们的存在,让黑洞诞生的相关理论岌岌可危。山塔努.巴苏提出的新理论解决了以上的难题,即恒星的质量比太阳大得多、且处于较为稳定的状态下,其内部也可以直接坍塌、生成一个超大质量黑洞。山塔努.巴苏认为,他提出的新理论还需要更多的观测数据、以及更为严格的验证,不管怎样,他的理论解释了宇宙早期超大质量黑洞的成因。