给好奇者的黑洞简史

[英] 贝基·斯梅瑟斯特
文前辅文 献给你,以及把你带到这本书面前的好奇心。 哦,还要感谢母亲,她总是能用微笑让我回到地球。 序言 站在巨人的肩膀上 此时此刻,你放松地坐着,翻看这本书。与此同时,你其实还在移动,而且速度快得惊人。地球无时无刻不在绕着地轴自转,无情地推动时间前行,让我们度过一天又一天。此外,地球还带着我们绕着太阳运动,于是才有了季节变换。 不过,故事还没结束。太阳只是银河系中的一颗恒星,而整个银河系的恒星数量超过1千亿,太阳既不特殊,也并不在这众多恒星的中心。实际上,太阳在整个恒星家族中可以说是相当普通、相当平凡。太阳系坐落在银河系一条较小的(发现这里的规律了吗?)叫作“猎户臂”的旋臂上。而银河系本身也只是一座相当普通的旋涡状恒星岛——既不是太大,也不是太小。 因此,这就意味着,除了跟着地球自转、跟着地球绕太阳公转以外,我们还跟着地球以45万英里/小时的速度绕着银河系中心运动。那么,银河系的中心又有什么?答案:一个超大质量黑洞。 没错——此时此刻,你正绕着一个黑洞运动。所谓黑洞,就是一个质量无比之大的小小空间。所以,黑洞的密度非常高,高到连光(再没有什么物质能比光的传播速度更快了)都没有足够能量赢下这场与黑洞引力之间的拔河比赛——一旦光太过接近黑洞,它也会被无情吸入,再也无法逃出。在最近几十年里,黑洞的概念让物理学家既兴奋又沮丧。在数学上,我们把黑洞描述为一个密度无限大、体积无限小的点,周围包裹着一个球体,我们看不到球体内的光,也得不到球体内的任何信息。没有信息意味着没有数据,没有数据意味着没有实验,没有实验意味着我们无法知晓黑洞“里面”究竟是什么。 作为科学家,目标总是尽可能地了解更全面的情况。当我们把视线从自家太阳系后花园移开,让视野囊括整个银河系,乃至拥有数十亿个星系的整个宇宙,我们会发现,黑洞总是稳居引力排名的前列。我们银河系中心的这个黑洞,也就是驱动你在宇宙空间中穿行…