美国东部时间１１月１５日１２时３０分，美国宇航局（ＮＡＳＡ）宣布，“钱德拉”Ｘ射线天文台（ＣＸＯ）在距离地球５０００万光年的太空中，发现了一个年龄只有３０岁的黑洞。这是天文学史上发现的最年轻黑洞，也是人类首次有机会见证“传说中”黑洞的形成过程。这个“最年轻黑洞”蕴含着什么天文玄机？

　　黑洞应是５０００万岁？

　　根据美国哈佛－史密森尼宇宙物理中心（ＣｆＡ）公布的消息，早在１９７９年，美国马里兰州的天文爱好者兼教师加斯·约翰逊，在螺旋星云（也译漩涡星系）梅西耶－１００中，发现了一颗Ⅱ型超新星（大质量恒星内部坍缩引发剧烈爆炸而形成），后来被命名为ＳＮ１９７９Ｃ。从１９９５年至２００７年的１２年里，“钱德拉”的望远镜、美国“雨燕”卫星、欧洲宇航局牛顿Ｘ射线天文望远镜（ＸＭＭ－Ｎｅｗｔｏｎ）以及德国伦琴卫星观测到的数据都显示，这里的一个明亮射线源一直在稳定地发射Ｘ射线。通过观测以及对Ｘ射线光谱的分析，科学家认为ＳＮ１９７９Ｃ内部存在一个黑洞，它正不断吸收这颗超新星以及伴星落下的物质。

　　光年是一个包含了时间的距离单位，即光在一年中走过的路程，约为９４６０５亿公里，５０００万光年相当于光在５０００万年中走过的路程。这里就产生了一个问题，黑洞所在的位置在５０００万光年以外的太空，它被认为是３０年前爆发的那颗超新星所形成，那它到底是５０００万岁还是３０岁呢？对此国内曾有专家对ＮＡＳＡ“３０岁年轻黑洞”的说法提出异议。北京天文馆馆长朱进在接受《北京晨报》采访时表示：“这个黑洞的实际年龄应该是５０００万年左右。”这一问题在国内论坛也引起了较大争论。

　　由于天文学上时间与尺度的“特大”性，天文观测的结果一般与观测对象所处的状态存在时间差，这一时间差少则几年，多可达上亿年，对这颗年轻黑洞则是５０００万年。说这颗黑洞形成于５０００万年前是没错的，钱德拉望远镜的贡献在于发现了ＳＮ１９７９Ｃ在５０００万年前的景象。“３０岁年轻黑洞”则意味着，这颗“古老的黑洞”曾经历过的３０个岁月都被望远镜捕捉到了。至于了解这个黑洞现在是什么样，就只能交给５０００万年后的人类（假如那时人类还存在的话）了。

　　揭开黑洞的前世今生

　　天文学上有太多不可思议的事，而黑洞则是这种不可思议的极致。很多人都知道黑洞是一种有去无回、连光也逃不出去的奇特星体，这一独一无二的特点吸引了众多天文爱好者。由于黑洞无法直接观测，于今人们所知道的几乎所有与黑洞有关的性质，几乎都来源于理论预测，这又让黑洞披上了一层神秘外衣。

　　你也许很难将有来无回的黑洞同发光发热的恒星联系在一起，但事实上，黑洞是恒星在生命晚期所形成的。要揭开黑洞神秘的面纱，需要先了解恒星的演化过程。在宇宙中恒星比任何其他星体都更广泛地存在（银河系９０％的质量是由恒星组成的），它们中的一部分又时刻处在迅猛的变化中。恒星一般给人一种发光发热、生命力旺盛的感觉，但这只限于“青壮年”时期。在“晚年”时期，恒星随质量的不同会完成多种多样惊人的蜕变。

　　一颗发光发热的恒星，在燃烧了几十亿年后终于耗尽了它内部的核燃料，它内部的温度降低并且失去支撑自身重量的压力，于是组成恒星的物质会在引力的作用下，开始坍缩。根据残骸质量的不同，恒星可能变成白矮星、中子星、黑洞三种形态。如果用密度衡量，与普通星体相比这三种星体都是异类，它们被冠之以“致密星”之名。这是因为它们的典型特征是体积小、质量大、密度高。

　　根据美国俄亥俄州立大学天文学系公布的文件，白矮星的密度是每立方厘米１吨，中子星是每立方厘米８４００万至１０亿吨，一颗史瓦西半径（编者注：由德国天文学家卡尔·史瓦西上世纪初提出，球状天体逐渐坍缩发生质变成为黑洞的临界半径，太阳的该半径是３公里，地球为９毫米）之内、质量与太阳相仿的黑洞密度是每立方厘米４亿吨，几乎是原子核密度（每立方厘米２．３亿吨）的两倍。

　　大部分恒星，比如我们所熟知的太阳，会坍缩成一颗低温的白矮星，慢慢熄灭。可是少数质量很大的恒星，会在坍缩时壮观地爆炸，刹那间释放巨大能量，看上去就像是宇宙深处突然闪亮的光点，这就是超新星爆发。爆发的恒星会坍缩成一个密度巨大的天体——所有的原子核被挤在了一起，就连核外的电子也被挤进了核内，与质子一起形成了中子，这就是中子星。而“生前”质量更大的巨型恒星（需要大于太阳质量约２０～２５倍），将坍缩成无比致密的天体，它表面的引力极大，连光都无法逃脱，这就是黑洞。

　　根据英国卡迪夫大学天体物理学家皮特·科尔斯等所著的《宇宙学：宇宙结构的起源与演化》一书的介绍，如果残骸是太阳质量的１．４４倍（即著名的钱德拉塞卡极限）以上，恒星将坍塌成中子星，现在还不知道残骸质量达到多大时，恒星会变成黑洞，初步估计是太阳质量的２～３倍。

　　黑洞让你走向时间的尽头

　　科幻电影《爱丽斯梦游仙境》中的兔子洞吸引着无数人探索，如果真的有这么一个兔子洞存在的话，无论多深，想必一定会有众多的冒险者愿意一试。面对黑洞，同样有人在一直在想这个问题：假如我掉进了黑洞会怎么样？我会经历什么？观察者又会看到什么？

　　美国加州大学伯克利分校天文学系的网站有一份科普文件，其中模拟了人跌进黑洞的有趣过程。以最简单的史瓦西黑洞（静态的，不旋转也不带电的球形对称黑洞）为例，在史瓦西半径之内引力作用非常强烈，足以将你的身体撕碎。一个人如果要探索黑洞，他应该找一个足够大的黑洞。黑洞愈大，其引力对人体的影响就愈小。假设史瓦西黑洞够大，当你慢慢坠入黑洞时会发生很多神奇的变化。

　　首先，对远方的观察者来说，你的时间确实变慢了：你的表针跳动越来越慢，你的动作也一样变慢，同时，因为引力红移（引力场中的辐射源发射出来的谱线波长变长的现象），你白色的衣服看起来越来越红，越来越暗，这些都可以用广义相对论解释。当你到达史瓦西半径（称之为“事件视界”）时，时间停顿了，你基本上停止了一切动作，可与此同时，引力红移使得你的影像愈来愈暗，到史瓦西半径时观察者已经完全看不到你了。但对你来说，时间是继续运行的，史瓦西半径没有什么特别，你顺利地进入了史瓦西黑洞。

　　可惜的是，你再也出不来了。由于黑洞不可抗拒的引力作用，你不能避免自己往黑洞的中心——“奇点”迈进，就像你不能阻止自己朝下个星期一前进一样。并不是说你会看见前方有这么一个奇点，却束手无策一直向奇点前进，而是“奇点”本身是存在于你的未来，在碰上前是看不见的！时间到此无法继续延拓下去，是时间的终点。

　　注意，“奇点”本身不是一个物理性存在的东西，而是广义相对论这个理论无能为力了，不知道“奇点”处发生什么事，这有待更完全的理论去解释。你或许是惟一一个有机会描述奇点效应的人，但恐怕上帝此刻也无法拯救你。