一直以來，黑洞是宇宙中一個不可思議的存在，最早由愛因斯坦的引力場論所預(yù)言。1971年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)第一顆真實存在的黑洞，即天鵝座X-1；2019年科學(xué)家們用地球口徑的事件視界望遠鏡拍下了黑洞第一張照片，即距離我們5500萬光年的M87星系黑洞。
現(xiàn)在，科學(xué)界的普遍認知是，黑洞是大質(zhì)量天體死亡后的必然歸宿，是宇宙中的頂級尸骸，是沒有之一的最極端天體，它能夠吞噬宇宙中存在的一切，真正的天上天下無敵。
黑洞又是宇宙中普遍存在的天體，科學(xué)家估算，可觀測宇宙中至少存在著4000億億顆黑洞，銀河系至少有1億顆黑洞，但由于黑洞極端的引力場讓光都無法逃脫，迄今人們都無法直接觀測到，間接觀測到的黑洞不到100顆，其中銀河系有60多顆。
黑洞有一個事件視界，是每個黑洞根據(jù)自身質(zhì)量大小，在周邊形成的一個相對應(yīng)的球狀極端引力場，科學(xué)認為這里是時間和空間臨界點，任何物質(zhì)乃至光一旦進入這個界限都無法逃脫，且任何信息都不會外泄。因此，人類無法直接觀測到黑洞內(nèi)部的任何情況。
但黑洞會在事件視界外留下三個物理量，即引力、角動量、電荷，這三個物理量會影響著周邊的時空，由此人們才能夠間接觀測到黑洞。黑洞最典型的表現(xiàn)就是“好吃”，對接近它一切物質(zhì)“通吃”，專業(yè)術(shù)語叫吸積。
由于黑洞的角動量，其在吸積時會導(dǎo)致靠近的物質(zhì)高速運動并旋轉(zhuǎn)，越接近事件視界速度就會越快，最終會接近光速，其中60～90%的物質(zhì)會直至掉落進事件視界而消失，其余物質(zhì)以能量流或物質(zhì)噴流的方式逃逸到太空。
這是因為事件視界外的物質(zhì)高速碰撞成為基本粒子的同時，會發(fā)出強烈的可見光和高能射線，或物質(zhì)噴流，這些都是逃逸的能量和物質(zhì)，人們通過光學(xué)和射電望遠鏡就能看到這些能量以及它們圍繞著的事件視界，由此計算出黑洞的大小質(zhì)量。
黑洞超強的引力會對它附近的天體引起擾動，到了一定距離就會被黑洞吸引圍繞著其公轉(zhuǎn)，這樣，在宇宙中就會看到一個奇怪的現(xiàn)象：一顆或數(shù)顆恒星圍繞著一個看不見的空間轉(zhuǎn)動，科學(xué)家們就會憑此判斷那里可能存在一顆黑洞，并計算出它的質(zhì)量。
現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的黑洞，就是根據(jù)黑洞的吸積和引力擾動“看到”的，實際上，人們并沒有看到真正的黑洞，只是通過吸積現(xiàn)象和引力擾動“認為”那里存在著黑洞，包括人類拍攝到的第一張黑洞照片，以及銀河系和其他星系中心超大質(zhì)量黑洞。
有關(guān)黑洞形成的理論，早年認為是太陽質(zhì)量30倍以上的恒星死亡時爆炸坍縮而成，但這無法解釋一些超大質(zhì)量黑洞的存在，因為恒星坍縮形成的黑洞最初只有3～10個太陽質(zhì)量大小，這類黑洞雖然會吞噬靠近的星際物質(zhì)，但速度很慢，吞噬一顆太陽質(zhì)量的恒星需要數(shù)百年乃至上億年。
而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)最大的超大質(zhì)量黑洞已經(jīng)達到1000億個太陽質(zhì)量了，如SDSS J073739.96+384413.2黑洞達到1040億個太陽質(zhì)量，這顆黑洞每年也只能吞噬約60個太陽質(zhì)量的天體物質(zhì)，而宇宙的年齡才138億歲，恒星級黑洞種子是無論如何靠“好吃”也長不到這么巨大的。
研究認為，這種巨型超大質(zhì)量黑洞來源可能有兩種，一種是宇宙早期巨型分子云直接坍縮而成，這種黑洞初始種子即有十萬倍太陽質(zhì)量以上；二種是宇宙第一代大質(zhì)量恒星死亡坍縮而成密集的種子黑洞后，不斷合并迅速成長而形成的。
最近的一些觀測發(fā)現(xiàn)更加證明了這種科學(xué)猜想：
2023年11月10日，美國科學(xué)家宣布，利用錢德拉X射線天文臺和韋伯望遠鏡的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)一顆距離地球132億光年UHZ1的星系中的黑洞，這顆黑洞質(zhì)量約為太陽的一千萬到一億倍，是迄今發(fā)現(xiàn)距離我們最遠的黑洞。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然-天文學(xué)》國際期刊上。
1光年的意思是光行走一年的時間，因此依靠光來感知世界的人類看到的天體就是一年前的樣子，而132億光年就說明這顆黑洞是132億年前的樣子，根據(jù)宇宙年齡推算，是宇宙大爆炸后僅4.7億年的樣子。這么早期就形成了如此巨大的黑洞，不可能恒星種子黑洞吸積形成的。
就在前幾天的2024年2月20日，中外媒體報道稱，澳大利亞國立大學(xué)研究人員在《自然-天文學(xué)》雜志上發(fā)表了論文，發(fā)現(xiàn)一顆距離我們120億光年的黑洞，質(zhì)量為太陽的170億倍，這顆黑洞坐落在代號為J0529-4351類星體中心。
這顆黑洞的發(fā)現(xiàn)進一步證明了黑洞早期的形成規(guī)律，但這顆黑洞還表現(xiàn)出一些令人震驚的特征：首先，它是不但是迄今發(fā)現(xiàn)最亮的一顆黑洞，也是宇宙中最亮的類星體和天體，或者說是宇宙中最明亮的物體，其亮度達到太陽的500萬億倍！
其次，這顆黑洞還有著驚人的吞噬能力，其吸積盤達到可怕的7光年，一年可以吞噬413個太陽質(zhì)量，就是每天要“吃掉”一顆多太陽質(zhì)量的物質(zhì)！這是迄今被發(fā)現(xiàn)最能“吃”，“吃”得最快的黑洞。
黑洞越大“吃”得越快，即便不考慮其變大后更能“吃”的能力，按照現(xiàn)在這種“吃法”計算，吃了120億年，也會吃掉近5萬億顆太陽！也就是說，如今的這顆黑洞已經(jīng)至少有5萬倍太陽質(zhì)量了！
黑洞是宇宙中一個非常重要的存在，或許最終連接著宇宙的生與死，人類乃至宇宙與黑洞有著千絲萬縷的聯(lián)系，未來，人類的生存與毀滅或?qū)⒁彩艿胶诙醋笥摇Ｌ剿骱脱芯吭诶^續(xù)，未來肯定會爆出黑洞更多的奇異發(fā)現(xiàn)，讓我們拭目以待。
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