第1066章 山海世界（260）（1/1）
质量越大的黑洞，吸积产生的辐射光度往往就越大。宇宙中的星系大多十分平静，但其中约2%的星系有剧烈的活动，其物理特征呈现快速、明显的变化，主要体现在星系核在X射线、紫外、光学或射电波段有强烈的辐射和爆发。这些星系在活动期间爆发出的能量比银河系一生释放的总能量还要大，但核的活动范围却很小，如此强的辐射效率只有黑洞才能做到。这样的核称为活动星系核（Active Gactiucle，简称AGN）。目前主流的AGN模型认为，活动星系中心存在一个超大质量黑洞，它吸积周围的气体形成了一个约几倍~1000倍史瓦西半径的吸积盘，并在垂直吸积盘的方向高速喷出电子和其他电离气体，在两侧形成长达0.1~ 秒差距（parsec，简称pc）的壮观喷流。喷流是由于电子在黑洞强磁场的作用下向外加速运动，但是在黑洞周围稠密的气体云团的束缚下，电子只能从气体的最薄弱处喷射出来，形成方向十分固定的喷流。喷出的电子最快可以接近光速。
黑洞是宇宙中奇特的天体，具有超强的引力，以至于在黑洞半径内连光都无法逃脱它的引力束缚。100多年前的天文学家通过观测发现，在黑洞半径之外距离很近的地方，黑洞能够以接近光速的速度向外喷射出包含物质和能量的强大外流——喷流。目前，这一领域主要有“提取黑洞转动能”模型和“提取吸积盘转动能”模型。天文学家试图剖析喷流的能量来源问题。该研究通过计算两种模型预言的辐射并与观测进行对比发现，通过磁场提取黑洞转动能的模型所预言的喷流与实际观测结果一致，而另一个通过磁场提取黑洞吸积盘转动能的模型则难以解释观测结果。
进一步，该研究分析黑洞喷流中产生“磁重联”的物理机制发现，这是由于M87黑洞吸积盘中磁场会产生“磁爆发”。该爆发能够对磁场产生强扰动，而该扰动能够传播很远的距离，导致喷流中的磁重联。
黑洞看起来能吸收一切物质，质量只增不减，但黑洞也可能持续辐射光子（虽然恒星质量黑洞辐射的速度极为缓慢）。按照史蒂芬·霍金（Stephen Willia Hawkg）在1974年提出的理论，在量子物理中，有一种名为“隧道效应”的现象，即一个粒子的概率密度分布虽然尽可能让能量低的地方较强，但即使在能量相当高的地方，粒子的概率密度仍不为零，换句话说，粒子总有一定概率穿越那些在经典物理中无法穿透的“墙”。黑洞的边界对于光子来说，就是一堵能量相当高的势垒，但是光子总有一定概率隧穿出去。霍金计算出黑洞辐射光子的温度为 ，这一现象称为霍金辐射。
霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃，他结合了广义相对论和量子理论，他发现黑洞周围的引力场释放出能量，同时消耗黑洞的能量和质量。
假设一对粒子会在任何时刻、任何地点被创生，被创生的粒子就是正粒子与反粒子，而如果这一创生过程发生在黑洞附近的话就会有四种可能的情况发生：两粒子湮灭、两粒子都被吸入黑洞，正粒子被吸入黑洞反粒子逃逸，反粒子被吸入黑洞正粒子逃逸。对于最后一情况：在黑洞附近创生的一对粒子其中一个反粒子会被吸入黑洞，而正粒子会逃逸，由于能量不能凭空创生，我们设反粒子携带负能量，正粒子携带正能量，而反粒子的所有运动过程可以视为是一个正粒子的为之相反的运动过程，如一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子从黑洞逃逸。这一情况就是一个携带着从黑洞里来的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的总能量少了，而爱因斯坦的质能方程 表明，能量的损失会导致质量的损失。
在经典的广义相对论中，由于没有光子能从黑洞中跑出来，即黑洞不产生辐射，黑洞的温度是绝对零度。但根据霍金的理论，每个黑洞都有一定的温度，而且温度的高低与黑洞的质量成反比例。也就是说，大黑洞温度低，蒸发也微弱；小黑洞的温度高，蒸发也强烈，类似剧烈的爆发。当黑洞的质量越来越小时，它的霍金辐射温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计，理论上，相当于一个太阳质量的黑洞，大约要1x 年才能蒸发殆尽。实际上，由于大质量黑洞的霍金辐射温度比宇宙微波背景辐射的温度（约2.7开尔文）还要低，恒星级及以上的黑洞的质量只增不减，只有小于月球质量（直径小于0.1毫米）的黑洞才会蒸发。这样的小黑洞会以极高的速度辐射能量，相当于一颗小行星质量的黑洞会在1x 秒内蒸发得干干净净。 宇宙中黑洞的霍金辐射很难观测到，但有学者提出原初黑洞在蒸发到最后阶段会释放伽马射线暴，不过目前还未证实。美国航空航天局（NASA）在2008年发射的费米伽马射线太空望远镜将持续寻找这一爆发。
对于那些并不活跃的黑洞，如周围没有气体的孤立黑洞，如果它正好处在地球与某个恒星或星系之间，可以通过引力透镜效应推算黑洞的质量。
恒星引力的时空扭曲改变了光线的路径，使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光在恒星表面附近稍微向内偏折，在日食时观察远处恒星发出的光线，可以看到这种偏折现象。当该恒星向内坍塌时，其质量导致的时空扭曲变得很强，光线向内偏折得也更强，从而使得光子从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言，光线变得更黯淡更红。