黑洞

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ph　Weber）在60年代製造了一個很大的鋁質圓柱，預期其長度會在來自銀心的引力波作用下發生振盪。他認為自己已經得到了肯定的結果，但是在世界上其他許多地方所作的類似實驗表明，他對實驗誤差所作的解釋是不正確的。銘心的一次超新星爆發所產生的波的振幅是10－”毫米，而韋伯的裝置能探測的振幅要比這大1萬倍。另外，對銀心超新星的探測還有一個問題：銀心的超新星是每10年1個，而爆發過程中的引力暴只持續不到1秒鐘的時間。

最有希望探測到引力波的場所是室女座星系團，那裡有幾千個星系聚集在天空中一個很小的視角範圍裡，超新星爆發和雙脈衝星週期的衰減所發生的頻率大約是每星期一次。但是室女座星來團的距離並不像銀心那樣是1萬光年，而是5000萬光年。這意味著，要探測到那裡的一個超新星的引力光，引力望遠鏡就必須比能探測銘心類似事件的那種靈敏100萬倍。值得注意的是，1987年2月大麥哲倫雲中的超新星爆發（見第6章）的距離“僅”是17萬光年，應當能發射出足夠強的引力波，被兩個或三個探測器接收到——如果探測器在開動著的話。但是那天它們全都在檢修！

儘管有這些惱人的技術困難，引力波的探測仍有可能在本世紀末獲得突破。自韋伯以後已經取得了許多技術進展，目前世界上共有八個研究組在使用著第二代棒形探測器。這種探測器更敏感也更昂貴，因為是用鋼或藍寶石這樣的稀有材料製造的，並且要冷卻到只有絕對零度以上幾度的溫度。

另一條更有希望的途徑剛剛被開闢，其原理是測量兩面大質量鏡子之間距離的振盪。這兩面鏡子放在長支架的端點上，它們的距離用一個光干涉儀系統來檢測。這實際上是一種修改的麥克爾遜一莫雷實驗（見第2章），但不再是用來測量以太的絕對運動，而是測量時空的抖動。鏡子之間的距離越大，從系統內部的“背景噪聲”（由地震波、聲波等等所引起）檢測出引力訊號的效應的機會也就越大。製造出極高質量的鏡子，使之能實現接連幾百次光反射，則當鏡子之間的實際距離是3公里時能得到的等效距離是150公里。

這種干涉議的天線還本製造出來，但各種預備實驗已在進行之中：一個美國的專案，一個英、德聯合專案，還有一個名為“室女座”的法、意聯合專案（因為室女座星系團是主要探測目標）。所需的經費比一次太空梭或衛星發射，或是比波斯灣戰爭中半個小時的費用都要少。然而，引力天文學，由於缺乏觀測證據，難以獲得經費倒成了當然的事。相對論天體物理學家們仍在焦急地期待著獲得資助來開啟宇宙的又一扇神秘的窗戶。近代天文學史已經證明，每次當我們用肉眼或照相機以外的眼睛（射電望遠鏡、X射線和伽瑪射線探測器）來觀察天空時，總會發現新的奇蹟，從而迫使我們更新自己的思想，加深我們對宇宙的認識。

宇宙的引力視窗遲早將會開啟。當第一批引力訊號被探測到時，關於輻射源的運動和性質的資訊仍將被背景噪聲所淹沒。然而，下一世紀必將是引力天文學的世紀，在這一信念支援下，我們或許會試圖把巨大的引力干涉儀發射到空中，使之擺脫地球的和人類的種種干擾。第十九章　黑洞宇宙

路很長，臨近盡頭尤甚。

——迪·阿倫（Woody　Alien）

這最後一章　是用宇宙整體的眼光來看黑洞的時候了。我們已經尋找了比原子還小的微型原初黑洞的光亮，我們已經看到了半徑為10公里上下的恆星級黑洞的誕生，我們也已經同尺度像太陽系那麼大的巨型黑洞打過了交道，只剩下一個問題要問：可能的最大黑洞是什麼？答案是現代科學中的一個最驚人的設想：宇宙本身。

要弄懂為什麼這個答案並非妄言，必須介紹一些宇宙學的基本知識。現代宇宙學家已經超越了人類為求得一個可認識和無疑慮的宇宙影象所編過的神話和所作過的玄想，他們有三個觀測事實，在對之作了仔細的物理解釋後，就能據以反推出宇宙的過去歷史。星系的運動，輕元素（指氫、氛和氦，它們不是在恆星中產生的）的相對丰度，以及均勻的宇宙輻射，全都表明宇宙在自極高密、極高溫的大爆炸狀態以來的150億年中一直在膨脹。

觀測已經提供了對宇宙歷史的透視，然而只有理論才能猜測宇宙的未來。由於決定大尺度物理結構的是引力，愛因斯坦廣義相對論給出了與過去的狀態相符的宇宙學模型。關於將來，則有兩個可能的解答：一個膨脹再收縮的宇宙，在時間上和空間上都是有限的；或者是一個無限