1910年11月10日,浙江海鹽誕生的一名嬰兒,后來(lái)成了聞名全國(guó)的漫畫家。他就是張樂(lè)平。他創(chuàng)作的“三毛”形象,給幾代少年兒童帶來(lái)了歡樂(lè)和思索。“文革”后期,張樂(lè)平調(diào)到少年兒童出版社,為我們創(chuàng)作了《三毛愛(ài)科學(xué)》等系列連環(huán)漫畫。今天,就讓我們用一篇與“三毛”有關(guān)的科學(xué)小文,來(lái)紀(jì)念這位熱愛(ài)孩子、熱愛(ài)生活的老朋友。
一顆垂死的巨大恒星不斷坍縮,直到成為一個(gè)黑洞。這時(shí),它在自身的強(qiáng)大引力作用下還會(huì)繼續(xù)收縮,最終其全部物質(zhì)將被擠壓到一個(gè)單一的點(diǎn)上。這個(gè)點(diǎn)稱為黑洞的“奇點(diǎn)”,那里的物質(zhì)密度和壓力都變成了無(wú)窮大。
這類黑洞的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單:一個(gè)視界包圍著一個(gè)奇點(diǎn)。應(yīng)該注意的是:盡管人們經(jīng)常把視界稱為“黑洞的表面”,其實(shí)在這個(gè)“表面”上并不存在任何有形的東西。
黑洞“扭曲”了從它附近經(jīng)過(guò)的光線,產(chǎn)生了“愛(ài)因斯坦環(huán)”
早在1916年,德國(guó)天文學(xué)家卡爾?施瓦西已經(jīng)弄清這類天體的性質(zhì),因此后來(lái)它又被稱為“施瓦西黑洞”。施瓦西黑洞都是球狀的。假如太陽(yáng)收縮成為一個(gè)施瓦西黑洞,那么它的半徑就只有3千米了。這時(shí),它的物質(zhì)受到極度的擠壓,密度將會(huì)大得難以想象——6萬(wàn)億噸每立方厘米,一粒芝麻那么大小的東西就有上百億噸重!
球狀的施瓦西黑洞既不自轉(zhuǎn),也不帶電荷,是最簡(jiǎn)單的黑洞。另一方面,最復(fù)雜的黑洞是既有質(zhì)量又帶電荷,同時(shí)還在自轉(zhuǎn)的黑洞。因?yàn)闃O其強(qiáng)大的引力把黑洞的一切細(xì)節(jié)都摧垮了,所以遠(yuǎn)方的觀察者最多只能探測(cè)到黑洞的三個(gè)物理量,即質(zhì)量、電荷和表明黑洞自轉(zhuǎn)快慢的角動(dòng)量?茖W(xué)家把這種情況稱為“黑洞無(wú)毛”,意思是說(shuō)黑洞沒(méi)有任何繁瑣、復(fù)雜的細(xì)節(jié)。在中國(guó),因?yàn)闊o(wú)人不知《三毛流浪記》中那個(gè)可愛(ài)的小三毛,所以大家經(jīng)常半開(kāi)玩笑地把質(zhì)量、電荷和角動(dòng)量稱為黑洞的“三根毛”!
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