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黑洞:最傑出綠色燃料

德國之聲中文廣播2006年7月15日

美國國家航天局把黑洞稱作是宇宙間最節省動力燃料的發動機。美國學者稱,假如小轎車的能效和黑洞的一樣,那麼從理論上來說,它用不了4升汽油,就可以跑10億多公里的路。科學家們利用宇宙望遠鏡「錢德拉」拍攝的圖片發現,黑洞的能效比核電站的要高20倍。以下是德國之聲記者有關黑洞最新認識的採訪報導。

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宇宙:一個沒有盡頭的寶庫圖片來源: Asia Satellite Telecommunications Co. Ltd.

所謂的黑洞實際上是一顆恆星壽終正寢以後的遺體,它的密度巨大無比,任何物質,包括可見光,都逃脫不了它的「魔掌」。因此人類肉眼看去,它是黑色的,所以得名黑洞。黑洞的引力如此之大,以至於任何物質如果想逃離黑洞,就必須擁有比光速還要快的速度。

黑洞其實是綠色的,這是四位科學家通過分析美國國家航天局的「錢德拉」X射線觀測望遠鏡所拍攝到的圖片得出的結論。黑洞不是明明是黑色的嗎,怎麼又變成綠色了呢?四位學者之一、美國史丹佛大學的物理教授艾倫對黑洞的這種顏色變化做了說明。他說:「黑洞當然還是黑色的。那怎麼說它是綠色的呢?答案是,黑洞是巨大的動力設備,而且是非常節省燃料的動力設備,節省得簡直不可置信。所以我們說它是綠色的,環保意義上的綠色。我們利用『錢德拉』望遠鏡拍攝的圖片首次直接對黑洞的能效進行了計算。」

計算結果確實令人驚異,因為學術界的普遍概念認為,黑洞更像是美國越野車的大哥,耗油量極大,可見的效果卻相對較小。畢竟,人們至今看到的是,這樣一個黑洞只進不出,像個無底深淵,它把周圍一定範圍內的所有物質,不管是氣體也好塵埃也好,統統吸進去,但卻不往外吐一個子兒,即使可見光也逃脫不掉。但看來這個概念並不完全正確。

艾倫解釋道:「這些黑洞周圍是溫度非常高的氣體。氣體的溫度大約高達1000萬度,發出非常明亮的光,只不過不是可見光,而是X光。如果這些氣體陷入黑洞的引力場,它們就變成了動力燃料。在引力的作用下,這些氣體飛向黑洞,速度越來越快,溫度越來越高,在臨近黑洞之前,它們積蓄的能量和速度如此之大,以至於它們變成了高能粒子噴流,然後沖向外層氣體。」

科學家們對9個上了年紀、體積龐大的黑洞進行了觀測,發現所有黑洞都是極其出色的節能榜樣。那麼,對體積比太陽大億萬倍的天體,科學家們究竟是怎麼進行計算的呢?艾倫介紹道:「那些高能粒子噴流沖出環繞黑洞的外層氣體,沖出巨大的缺口,缺口直徑可達幾千到幾萬光年,在『錢德拉』望遠鏡拍攝的X光圖片上,我們可以非常清晰地看到這些缺口。我們一方面計算了這些粒子噴流的能量,另一方面計算了被黑洞所吸氣體的能量,然後進行對比。我們發現,就能效而言,黑洞比地球上的任何動力設備都要優秀。假如讓黑洞來驅動一輛小轎車,那麼行駛10億公里的路程,它只需要消耗4升的汽油。無論你以什麼標準來衡量,黑洞是環保的,或者說,是綠色的。」

那我們為什麼不仿照綠色黑洞,設計我們的小轎車呢?美國馬裡蘭大學的雷諾茲解釋說:「因為你首先需要的是一個黑洞,這是我們今天在地球上還做不到的。很遺憾,現有的黑洞離我們又太遠。所以我們現在唯一能做的只是,驚嘆大自然的又一個奇跡。」

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