奇异光线与神秘黑洞

吴国和

你们有没有注意到夏天打雷的时候,总是先看见闪电,后听见雷声,这是为什么呢?这是因为光的传播速度比声音的传播速度快!

光的传播速度究竟有多快?经过科学家的多次测定,得知光每秒钟大约跑30万千米,更确切地说,光在真空里的速度是每秒钟299792.46千米。也就是说,若以光的速度行驶,只要1秒钟,就可以在北京和上海之间跑100多个来回。声音的传播速度每秒钟约340米,光速差不多是声音在空气中传播速度的90万倍。在宇宙万物的运动会上,光称得上是赛跑冠军。

光有着沿直线前进的特点,又有着轻盈敏捷的脚步。对这个不知疲倦的“赛跑冠军”,有人却抱怨它,说它“跑得太慢,简直像爬行”!这是为什么呢?

原来,人们在探索宇宙空间时,深深地感到宇宙的博大。除了太阳以外,距我们最近的恒星——e半人马座中的比邻星,它发出的光要经过4.3年才能到达地球。天文望远镜看到的遥远恒星,它们发出的光要经过几十亿年才能到达地球。换句话说,我们看到的光线是它们在几十亿年以前发出来的,至于现在这颗恒星情况如何,要再等几十亿年才能看见,这多让人着急呀!难怪一些科学家说“光像蜗牛一样在宇宙中爬行”。

光有着坚强不屈的性格,但当它遇到茫茫宇宙之中一种极其神秘的天体——黑洞时,则不得不低下它高傲的“头”!

黑洞其实也是个星球,只不过它的密度非常非常大,靠近它的物体都被它的引力所束缚,就好像人在地球上没有飞向外太空一样。但是对于地球来说,不低于第二宇宙速度(11.2km/s)飞行就可以逃离地球。而对于黑洞来说,它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以连光都难逃黑洞的手掌心,黑洞周围的光会被黑洞吸进去,从另一个方向射出来,从而改变其直线传播的性质。人类的眼睛看不到黑洞上任何的东西,只觉得它是漆黑一片。

在地球上,由于引力很小,引力对光线的影响微乎其微,可以忽略,所以在地球上光走的是直线。而在黑洞周围,在巨大的引力影响下,光走了曲线,或者说光线被黑洞吸进去了。被黑洞吸进去的恒星光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空。

更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其他方向发射的光也可能因为附近黑洞的强引力而折射到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时可以看到它的侧面、甚至背面!

“黑洞”学说无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地被提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的,有兴趣的读者朋友可以上网查一查,找一些专著看一看,相信你一定会有所收获的。