一切如果按计划进行的话，那么国家航空和宇宙航行局最近发射的高能天文观测站上所装置的星际宇宙望远镜应该正在测绘一幅宇宙中X射线的简明图像。这些望远镜所探测的那幅最耸人听闻的景象，毋庸置疑就是很久以前早已绝迹于九天之外的一颗巨大恒星尚剩的残骸。一台台望远镜的镜头都对准了天鹅座里那一小片天空，正在比以往任何时候更加细致地观测着从巨大的恒星气流中喷射出来的X光强烈的射线。这一股股气流似乎来自一颗明亮、可见的恒星，朝向它那看不见的神秘侣伴汹涌澎湃地喷射过去。迄今收集到的一切证据，强有力地支持人们所提出的那个最荒诞不经的假设：宇宙之中存在着不可见的“黑洞”，这个“黑洞”吞噬着物质，改变着空间和时间。

万丈深渊

请设想一下，宇宙中所有一切的物质互相作用，其结果产生了一个日益增长，万物难逃的力量——这股力量把所有的物体，哪怕它们之间相距有千里之遥，都一股脑儿统统给拉拢在一起。这股力就是引力。它的力量无限地增长着，物体质量越大，彼此吸引得越近。现在再设想一下，有一个物体被捣碎得无法辨认，然后无限地压迫它的原子，结果它形成一颗致密的原子团。这就像一颗焚毁后塌缩的恒星所存下的残骸，恒星巨大无比，其表层的重力是如此之大以至于将它压缩得像小小的一只高尔夫球，然后继续不断地再压啊、压啊，最后压成“乌有”，从宇宙中“失踪”了。

由于塌缩的恒星达到难以想象的致密，因此它的吸引力随之增大，达到天文数字的程度。无论任何东西只要一闯进它的引力范围，都将被卷进这股恒星的漩涡之中永世不能脱身，甚至于光的射线也逃不出它的魔掌；这颗塌缩的恒星渺小得谁都看不见，深邃得谁都看不见。它竟变成宇宙中的一个万丈深渊。由于这个原因，普林斯顿学院和得克萨斯大学物理学家约翰A. 韦勒把这些空中的魔鬼命名为“黑洞”。

目前，有些科学家们认为，这些巨大无比的黑洞可能正在侵蚀包括我们银河系在内的大部分星系的中心，把整颗整颗的恒星一口口吞掉。宇宙中大约有百分之九十的物质已经整个儿地跌进黑洞，失踪了。神秘的类星体，它们所具有的强烈的能量沸腾着，在宇宙的边际就能听到它们发出的霹雳巨响，它们也许就是吞噬着星系心脏、巨大无比的黑洞呢！H. Gursky在哈佛一史密斯索尼恩的天体物理学中心提出了一个更令人胆战心惊的论点：“这个最终的黑洞可能就是宇宙本身。”

白矮星与气盘

自伽利略和哥白尼以来，对整个宇宙的解释尚未出现过如此革命的理论。假如黑洞果真存在的话（这点事实上已成定论），那么正像英国科学家J. B. S. Haldane曾经观察的结果那样，宇宙“不仅比我们设想的要奇妙，而且比我们所能够设想的还要奇妙。”

然而，这些令人深为惊讶的根本原理并不超乎我们在高级中学里所学到的那熟悉的万有引力定律，这里没有什么更高深更玄妙的理论。牛顿指出：宇宙中所有一切物体都互相吸引，引力的大小是随着物体质量的大小而相应变化的。换言之，物体越大，物体的引力也越大。

但是，这仅仅是牛顿定律的一半。另外一半则说：引力的大小与物体之间距离的平方成反比。简言之；即物体之间相距越远，它们相互的吸引力就越弱。关键在于这个平方。如果两个物体之间相隔的距离增加一倍，那么它们相互的引力将减小四倍，因为2的平方是4。但是，相反如果两个物体之间相隔的距离缩短的话，那么它们相互的引力将迅速而惊人地增大！

因此，形成黑洞必须具备两个条件：这个物质不仅要巨大无比，而且还要极其致密。巨型的恒星具有这种巨大的质量。当这些恒星变得衰老时就开始焚毁，其内部炽热的热核体再也承受不了星球外层由于球心引力而产生的向内部塌缩的这股强大压力。结果，恒星的外层开始向星球的中心倒塌，将原子紧密地压在一起，恒星于是缩小了。这时，牛顿的引力与距离的平方成反比定律开始施展其神威。由于原子被压缩得越来越紧，因此恒星引力的力量增长得愈加迅速，造成恒星更快地塌缩。同时，产生了一连串的连锁反应：星球越塌缩，原子越致密，因此引力越大。恒星塌缩得越厉害，引力越大；引力越大，塌缩得越快越厉害……在千钧一发即将陨灭的刹那间，塌缩被制止住了。这时，这颗小恒星已缺乏强大的引力撞击的势能使电子排列得更加致密，于是产生了一团极其致密而炽热的残渣，人们通常称之为“白矮星”；稍大一些的恒星则塌缩而成密度更大的“中子星”，在这颗“中子星”里，所有的电子被紧密地压迫成原子核的质子，形成中子。恒星最终就这样塌缩成为无限致密的一团。这最后阶段的塌缩，其速度几乎接近光速，在不到“嘀嗒”一秒的时间内就结束了。恒星失踪了，真像我们所描绘的“瞬息即逝”，于是诞生了一个黑洞。

黑洞里到底是什么？科学家只能从理论上加以推测，但是解释黑洞最好的方法莫过于派遣一些无所畏惧的宇宙航行员，能驾驶着宇宙飞船深入到十倍于太阳质量的黑洞区域之中去进行探索。这些宇宙航行员注意到的第一个现象是有一股引力无情地吸引他们，飞船越驶近，那股引力就越强。宇宙航行员从飞船的舷窗里向外望去，只见从附近的一颗恒星上激发出圆盘般扁平的一圈灼热的气体，它具有强烈的X射线，向着黑洞杂乱无章地喷射过去。小心危险！

胆大妄为的宇宙航行员如果驾驶着飞船更驶近一些，然后通过高功率的望远镜进一步进行观察，他将会看到，在那不可见的黑洞四周，一条37英里宽的所谓“出事地带”的后面，闪耀着星光（外界从来没有人看到过，听到过，甚至知道曾经在这个区域里发生过任何事件），这星光在黑洞四周形成一个光圈。但是，现在宇宙航行员已经靠得太近，一切悔之晚矣！他两脚朝下跌进黑洞，因为腿部和头部引力程度的差异，宇宙航行员感到像五马分尸一样地痛苦。离出事线还不到三千英里，他早已被引力撕碎。

但是，另一位宇宙航行员则驾驶着飞船，在运行轨道安全地带航行。在他看来，那艘探测飞船当它驶近黑洞时，似乎运行的速度变得越来越缓慢，直至最后凝成一个冻结不动的影子。接着它驶进出事地带，瞬间消逝了。爱因斯坦的相对理论是“空间与时间”的理论。黑洞现象，从相对论来说就是，黑洞区域里时间和空间起着神奇的作用。如果从外部去观察的话，那么当接近黑洞的时候，时间变得缓慢起来。

黑暗的侣伴

人们究竟怎样到九天之外去寻觅像黑洞这样奇异而不可见的东西的呢？一颗恒星一旦塌缩成为一个黑洞，一切都消失了而唯有引力依然尚存。引力是否存在是可以探测到的，因为这股引力会造成其四周轨道里，邻近的一颗恒星发生摆动。宇宙航行员正在使用光学望远镜和通过X射线观测站，对宇宙进行细致的观察，寻觅通常称为联星的双星系。在双星系里，有一对孪生的太阳沿着轨道相互绕着转。如果这一对孪生的恒星中的一颗星球对另一颗产生异乎寻常的吸引力，并且它是十分致密而又没有光亮，那么十有八九这颗黑暗的伴侣可能是一个黑洞。

还需要做第二种试验进一步说明联星间的差异。每颗巨大而明亮的恒星都会刮起一阵太阳粒子风同时向四周放射各种射线。附近的黑洞吸收太阳风。被吸进黑洞的物质，当其炸成碎片的时候，温度将升高到十亿度。结果，这些掉进黑洞的物质到处散乱地放射出强烈的X射线，这些X射线散播在宇宙中各个角落，到处能够检测到。鉴于地球表面浓厚的大气层吸收X射线，所以科学家要寻觅追踪黑洞，必须将X射线检测仪装载在导弹或卫星上发射到宇宙中去，以免受到地球大气层的干扰。

1970年12月向着肯尼亚上空呼啸而去的导弹，是迄今所发射的装载最有成效的科学仪器的导弹，它里面就装载着第一个卫星X射线观测站进入宇宙太空之中。国家航空和宇宙航行局发射的“乌呼鲁”号，这艘在斯瓦稀里语里意思为“自由号”的巨型飞船，已经依靠它那小小的检测仪器记载了大约339个恒星的X射线光源。更重要的是，就在“乌呼鲁”号发射后开始工作了三个月，它察觉到从一个已知的名叫天鹅座X-1的X射线光源所放射出来的那种X射线，起了变化（天鹅座X-1是在天鹅座星座里发现的第一个X射线光源，这个X射线光源就是我们夏季和秋季所能见到的北十字座。）同时，天鹅座X-1放射无线电信号，这样使宇宙航行员比单纯依靠X射线调整归零的方法更能够精确地确定它的位置。由此可以肯定，天鹅座X-1是距离地球约8000光年的一颗比太阳的质量要大20倍左右炽热的超巨型恒星的黑暗的侣伴。经过进一步探测可以知道，这颗不可见的恒星有一个摆动的轨道，猜想这也许是由于其看不见的邻居强烈的引力吸引所造成的。那个可疑的黑洞，根据计算，其质量至少是太阳的5至15倍，它每隔5.6天在大致上相距一千三百万英里的地方围绕着它那可见的侣伴出现。

宇宙蛋

假如像大多数科学家预言的那样，发现有大量的黑洞存在，那将令人惊愕得目瞪口呆。设想一下，光我们银河系中就可能存在有一千万个黑洞。（目前，宇宙航行员还没有必要害怕会撞到任何这样微小的黑洞深渊。天文学家相信，如果我们太阳系中什么地方潜伏着一个黑洞，我们也许早已探测到它产生的引力。）有些科学家预计黑洞可能最终被人们当作新的能源而加以开发。

50年来，我们知道宇宙在扩大。当前科学界一般认为，这种扩大是一种原生爆炸所造成的，这种原生爆炸，炸碎了组成一切物质的巨型“宇宙蛋”。宇宙会不会继续扩大，永无休止地向外扩大而造成物质的分布越来越稀少呢？恒星和星系的引力会不会最终制止这种扩大，从而使宇宙开始收缩呢？爱因斯坦等式和他的理论预言，宇宙终归有一天会发生这种情况，就是自我塌缩！

目前，天文学家尚未在宇宙之中发现有足够的物质能产生足够强大的引力，使目前宇宙日益扩大的情况发生逆转。但是，有些科学家认为，防止宇宙扩大所需要的相当一部分物质可能被禁锢在黑洞里面。如果是这样的话，那就有足够的引力促使宇宙塌缩而顿时自行毁灭，不仅毁灭一切所有存在的物质而且也毁灭时间与空间。即使整个宇宙并不塌缩成一个黑洞，它最终可能也会消失于亿万个黑洞之中，这些黑洞可能现在正在吞噬着那些向宇宙外面飞出去的星系呢！

因此，如果我们能打开黑洞之谜，即这股强大引力之谜，那么几乎可以肯定说，我们的眼界被打开了，同时找到了我们人类命运所系的这个宇宙奥秘之最的答案。

[本文选自Readers Digest 1977年9月。自强译]