黑洞是怎么一回事？

1963年发现了类星体，离地球的距离大约为几十亿到一百亿光年，由此可推断该星体向外辐射的能量极大，要超过银河系上百倍，然而它的体积极小，其直径不及银河系的万分之一。这么大的能量是哪里来的呢？1967年发现了射电脉冲星，它的密度比目前知道密度最大的白矮星还要大一百万倍，达到1017千克/米3，即每立方厘米质量为一亿吨。这样高度密集的物质状态是怎样形成的呢？上世纪70年代又发现了X射线源，这种X射线究竟是怎样产生的呢？

为了解释这些现象，所谓“黑洞”学说便伴随着这些天体物理学研究中的新发现而热门起来。这种学说认为在质量很大、半径很小的星体周围，存在着极其强大的引力场，其引力占有绝对的地位，足以使任何物质只能被吸引进去，而无法再跑出来。甚至连光也被完全吸收。因而在外部的观察者就无法观察到这种天体内部所发生的一切现象，它就形成了茫茫宇宙中的一个黑暗区域，人们把它称之为“黑洞”。利用这种“黑洞”学说，可以认为类星体的大量能量辐射是星体收缩到黑洞之前的能量释放。按照广义相对论，一个质量为M的星体，当它的半径收缩到施瓦茨西德半径以下时，就会无限制地收缩下去，形成了超级密度。其引力之大，连光也被吸引进去，形成黑洞。这种强大的引力能将邻近的物质吸引过来，造成强大的物质气流，使之围绕黑洞迅速旋转，最后落入黑洞。在落入黑洞之前，这些物质的温度很高，从而发射出剧烈变化的X射线。黑洞的奇异性还不止这些。由于目前物理学对微观世界的相互作用已有相当程度的了解，能够对恒星的演化作出相当精确的描述。恒星演化中的一系列稳定阶段是建立在引力和某种斥力的平衡之上的，最强的斥力莫过于核子间的斥力了。一旦一个天体的质量大到引力比核子间的斥力还大，则不再有任何力足以与引力抗衡时，所有的粒子皆不存在，被压缩进一个时空奇点之中去了。这个奇点意味着时间的尽头。对于外部观测者来说，只有这个奇点的质量、电荷和角动量还能观测到。因此，黑洞成了物质的最后归宿，成为一个张开大口不断吞噬物质的怪物。这样，黑洞的质量只会越变越大。

相当一个时期，上述关于黑洞的看法为物理学家所接受。但是到了1980年，一种新的观点脱颖而出，就是霍金的黑洞理论。他把热力学和量子论引进到黑洞的研究中，指出，在一个时空曲率半径小于普朗克长度（10—Sacra）的黑洞附近。由于真空的量子涨落，产生一对正一反粒子偶，其中一个掉进黑洞，而另一个却离开黑洞。而能量却是由黑洞提供的。因此，实际上，是黑洞在发射粒子。这种发射被称作“蒸发”，一个黑洞会因蒸发而慢慢消失。这一理论一出来，改变了以往对黑洞的认识，立即吸引了很多人从事这一方向的研究。

黑洞，是理论物理学和天体物理学中的一个引人入胜的谜。