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第四章 宇观世界学 155

花了 16 年时间在智利的欧洲南方天文台追踪围绕银心运行的 28 颗恒星，从而证实
了黑洞的存在，因为黑洞影响着这些恒星的运行。探测表明，这个名为人马座 A*

的巨型黑洞，其质量是太阳的 400 万倍，距离地球大约 2.7 万光年。
（2）演化过程的推测

黑洞由中心的一个由黎曼曲率张量出发构建的标量多项式在趋向此处发散的奇
点和周围的时空组成，其边界为只进不出的单向膜：事件视界，事件视界的范围之

内不可见。依据爱因斯坦的广义相对论，当一颗垂死恒星崩溃，它将向中心塌缩，
这里将成为黑洞，吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。

恒星灭亡，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核
心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时
也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过

程无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在挤压引力自身的
吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生

的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
①吸积。

吸积是天体物理中最普遍的过程之一，而且也正是因为吸积才形成了我们周围
许多常见的结构。黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一

过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。
已观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑
洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以使中央延展物质系统的流动。当中央天体是

一个黑洞时，吸积就会展现出它最为壮观的一面。
②蒸发。

由于黑洞的密度极大，根据公式我们可以知道密度 = 质量 / 体积，为了让黑洞
密度无限大，而黑洞的质量不变，那就说明黑洞的体积要无限小，这样才能成为黑

洞。黑洞也有灭亡的那天，按照霍金的理论，在量子物理中，有一种名为“隧道效
应”的现象，即一个粒子的场强分布虽然尽可能让能量低的地方较强，但即使在能

量相当高的地方，场强仍会有分布，对于黑洞的边界来说，这就是一堵能量相当高
的势垒，但是粒子仍有可能出去。
黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸，会喷射物体，发出耀眼的

光芒。当英国物理学家霍金于 1974 年做此预言时，整个科学界为之震动。