黑洞的質(zhì)量越小,它所產(chǎn)生的輻射就越強(qiáng)烈,從而會(huì)變得越來越小,越來越輕。對于這個(gè)過程的終點(diǎn),科學(xué)家們?nèi)匀辉诜e極地討論中。黑洞有可能會(huì)在輻射的火焰中完全消失,也有可能在時(shí)空中留下微小的殘余,并造成時(shí)空的傷痕。(對這個(gè)問題的答案仍然取決于我們對量子引力的理解。)但不管最后結(jié)果是什么,我們都只能在一個(gè)安全的距離之外觀察黑洞的臨終時(shí)刻。比如,一個(gè)和這本書質(zhì)量相等的小型黑洞,可以產(chǎn)生極其嚴(yán)重的輻射災(zāi)害,并把它附近的一切物質(zhì)燒個(gè)精光。這種極小型黑洞的回光返照在理論上是可以被探測到的,但到目前為止我們還沒有什么發(fā)現(xiàn)。而且,就我們所關(guān)心的密布在銀河系中的恒星級黑洞而言,它們所擁有的巨大質(zhì)量使得它們不會(huì)產(chǎn)生任何明顯的霍金輻射。一個(gè)和太陽質(zhì)量相等的黑洞將以極端緩慢的速度蒸發(fā)(其蒸發(fā)時(shí)間超過宇宙年齡的1 058倍),以至于從任何實(shí)際意義上講它們都是完全黑暗的。

泄露秘密的恒星

大質(zhì)量黑洞的這一特性意味著我們永遠(yuǎn)也不能通過望遠(yuǎn)鏡直接觀察它們(當(dāng)然除了愛因斯坦望遠(yuǎn)鏡,但我們待會(huì)兒再討論它)。我們需要找到一些方法,以便通過黑洞對其他可見物體的影響來推斷黑洞的存在。這里有兩種效應(yīng)可供選擇——黑洞對周圍物體的引力吸引,以及被拉到黑洞附近的物體所發(fā)出的高能量信號(hào)。

在進(jìn)一步討論之前,我們需要強(qiáng)調(diào)一個(gè)問題:黑洞并不是一個(gè)宇宙吸塵器。雖然進(jìn)入施瓦茨柴爾德半徑的任何物質(zhì)都將被黑洞捕獲,再也不會(huì)重新出現(xiàn)在我們面前,但在較長的距離以外,一個(gè)黑洞的引力場和一個(gè)同等質(zhì)量的常規(guī)天體相比沒有任何區(qū)別。沒有什么東西是立刻被吸入黑洞的。事實(shí)上,正如行星可以圍繞太陽運(yùn)動(dòng),或者兩顆恒星可以相互環(huán)繞,恒星也可能圍繞一個(gè)黑洞運(yùn)行。

關(guān)鍵的差別在于我們看不見黑洞。我們不妨考慮一個(gè)相互環(huán)繞的雙恒星系統(tǒng)。通過觀察它們的行動(dòng)我們可以推斷出它們的質(zhì)量。而如果我們用一個(gè)黑洞替換其中的一顆恒星,軌道運(yùn)動(dòng)仍將繼續(xù),只是看起來有些不平衡。我們將看到一顆恒星好像在環(huán)繞一片虛無運(yùn)動(dòng)。