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黑洞:最杰出绿色燃料

德国之声中文广播2006年7月15日

美国国家航天局把黑洞称作是宇宙间最节省动力燃料的发动机。美国学者称,假如小轿车的能效和黑洞的一样,那么从理论上来说,它用不了4升汽油,就可以跑10亿多公里的路。科学家们利用宇宙望远镜“钱德拉”拍摄的图片发现,黑洞的能效比核电站的要高20倍。以下是德国之声记者有关黑洞最新认识的采访报道。

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宇宙:一个没有尽头的宝库图像来源: Asia Satellite Telecommunications Co. Ltd.

所谓的黑洞实际上是一颗恒星寿终正寝以后的遗体,它的密度巨大无比,任何物质,包括可见光,都逃脱不了它的“魔掌”。因此人类肉眼看去,它是黑色的,所以得名黑洞。黑洞的引力如此之大,以至于任何物质如果想逃离黑洞,就必须拥有比光速还要快的速度。

黑洞其实是绿色的,这是四位科学家通过分析美国国家航天局的“钱德拉”X射线观测望远镜所拍摄到的图片得出的结论。黑洞不是明明是黑色的吗,怎么又变成绿色了呢?四位学者之一、美国斯坦福大学的物理教授艾伦对黑洞的这种颜色变化做了说明。他说:“黑洞当然还是黑色的。那怎么说它是绿色的呢?答案是,黑洞是巨大的动力设备,而且是非常节省燃料的动力设备,节省得简直不可置信。所以我们说它是绿色的,环保意义上的绿色。我们利用‘钱德拉’望远镜拍摄的图片首次直接对黑洞的能效进行了计算。”

计算结果确实令人惊异,因为学术界的普遍概念认为,黑洞更像是美国越野车的大哥,耗油量极大,可见的效果却相对较小。毕竟,人们至今看到的是,这样一个黑洞只进不出,像个无底深渊,它把周围一定范围内的所有物质,不管是气体也好尘埃也好,统统吸进去,但却不往外吐一个子儿,即使可见光也逃脱不掉。但看来这个概念并不完全正确。

艾伦解释道:“这些黑洞周围是温度非常高的气体。气体的温度大约高达1000万度,发出非常明亮的光,只不过不是可见光,而是X光。如果这些气体陷入黑洞的引力场,它们就变成了动力燃料。在引力的作用下,这些气体飞向黑洞,速度越来越快,温度越来越高,在临近黑洞之前,它们积蓄的能量和速度如此之大,以至于它们变成了高能粒子喷流,然后冲向外层气体。”

科学家们对9个上了年纪、体积庞大的黑洞进行了观测,发现所有黑洞都是极其出色的节能榜样。那么,对体积比太阳大亿万倍的天体,科学家们究竟是怎么进行计算的呢?艾伦介绍道:“那些高能粒子喷流冲出环绕黑洞的外层气体,冲出巨大的缺口,缺口直径可达几千到几万光年,在‘钱德拉’望远镜拍摄的X光图片上,我们可以非常清晰地看到这些缺口。我们一方面计算了这些粒子喷流的能量,另一方面计算了被黑洞所吸气体的能量,然后进行对比。我们发现,就能效而言,黑洞比地球上的任何动力设备都要优秀。假如让黑洞来驱动一辆小轿车,那么行驶10亿公里的路程,它只需要消耗4升的汽油。无论你以什么标准来衡量,黑洞是环保的,或者说,是绿色的。”

那我们为什么不仿照绿色黑洞,设计我们的小轿车呢?美国马里兰大学的雷诺兹解释说:“因为你首先需要的是一个黑洞,这是我们今天在地球上还做不到的。很遗憾,现有的黑洞离我们又太远。所以我们现在唯一能做的只是,惊叹大自然的又一个奇迹。”

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