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宇宙中到底存在多少个黑洞?它们的未来又是怎样的?答案让人害怕

 爱可思文 2019-10-12

我们都害怕黑洞,但是说真的,天际之外到底有多少黑洞?恒星质量黑洞、特大质量黑洞….我们的宇宙到底被多少黑洞占据?

图解:超大质量的黑洞是隐藏在星系中心的巨大密度物体。来自:NASA/JPL加州理工学院

目前人类已知的黑洞一共有两种: 由大而重的恒星组成的恒星质量黑洞,还有处在星系中心的特大质量黑洞。

大约有千分之一拥有足够大质量的恒星在殒灭时会变成黑洞。光在我们的银河中就有1000亿恒星,这就意味着存在大约1亿的恒星质量黑洞。而在目前可探知的宇宙中,有成千上万这样的星系,也就是说,还有更多的黑洞存在。事实上根据数学推导,每秒都会有新的黑洞产生。那么可以据此推断,整个宇宙大约有千分之一是“标准”恒星质量黑洞。

图解: 位于M87中心的超大质量黑洞,推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上第一张直接对黑洞观测的天文影像,由事件视界望远镜所拍摄,发表于2019年4月10日。

特大质量黑洞就另当别论了。星系中心黑洞距离我们约26000光年,学名人马座A星,出于方便我们不妨简称该类黑洞为凯文星(Kevin)。当然,科学家不可能无故将其冠以“特大质量”的名号,凯文星的质量大约为太阳的410万倍。

图解: 大麦哲伦云面前的黑洞(中心)的模拟视图。请注意引力透镜效应,从而产生两个放大,以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部,扭曲成一个弧形。

凯文星巨大而又令人生畏。我们不妨假设自己是处于凯文星附近区域的行星,仅从质量层面考虑,你认为凯文星占据了星系几何?

尽管凯文星绝对称得上特大质量,但它其实又非常渺小,因其只能勉强占据银河系总重量的万分之一。所以,准确地说,如果我们把所有凯文星的质量,加上所有恒星质量黑洞(又名“小凯文星”)的质量,我们能得到万分之十一这样渺小的比率。

图解: 质量达太阳10倍的黑洞之计算机模拟图

事实证明,这个比率在宇宙尺度上成立,宇宙中所有天体的质量都差不多。所以,据我们所知,11万分之一就是这个问题的答案。

除非…暗物质也是黑洞。暗物质占据了整个宇宙约超过四分之三的质量,它不吸收光线,或者通过任何方法与其他物质相互作用。我们只能通过探测其的质量影响才能感受到它的存在。

图解: 从引力透镜产生的效应,星系团CL0024+17内部被发现存在有一个暗物质圈,在这张哈勃太空望远镜像片里以蓝色显示出来。

天文学家认为暗物质可能是原始黑洞的原因之一,就是这些微观黑洞达到或者超过了小行星的质量,并且只能在宇宙大爆炸后的高压、高温条件下形成。

关于原始黑洞的探索还未获得任何证据,大多数科学家也不相信上述原因是一个可信的解释。但若该解释真的成立,那么整个宇宙几乎完全是由物理学发展带来的黑洞噩梦组成。

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