天文学家或许每个星团的黑洞多达几十个，宇宙黑洞泛滥？

发布时间：2023-07-07 11:01:22 所属栏目：外闻来源：未知

导读： 　　人类的先知们很早之前就开始仰望“星空”了，我们现在所说的金星、木星、水星、火星、土星就是古代时的天文学家命名的，五行刚好对应每一颗星体的颜色。后来，人类制造出了简

　　人类的先知们很早之前就开始仰望“星空”了，我们现在所说的金星、木星、水星、火星、土星就是古代时的天文学家命名的，五行刚好对应每一颗星体的颜色。后来，人类制造出了简易的望远镜，麦哲伦在环球航海的途中用它观察到了银河系的两个伴星系。哈勃深空望远镜的出现，使得我们能看到更远处天体的样子，也看到了星系中掩藏的巨兽——黑洞。

　　爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论当中，有着许多的预言，非常著名的就是黑洞理论，在黑洞的巨大引力之下，连速度最快的光都无法逃匿。经过近一百年的研究观测，天文学家发现了许多黑洞的类型，除了独立存在的大质量黑洞之外，还有一些质量类似恒星但是密集分布的黑洞。

　　日前，天文学家通过望远镜观察到一个星团，指出该星团的特征体现出在其内部可能有几十个黑洞，那么在这么多黑洞的吸蚀之下，这个星团未来会不会消失呢？是否宇宙中所有的星团中都有这么多黑洞？

　　黑洞这一概念最早源于爱因斯坦1916年提出的广义相对论，广义相对论指出宇宙中巨大的引力物质会导致时空弯曲。在时空弯曲的引力场方程的基础之上，德国天文学家史瓦西进行了更加精确的推导。

　　这也就是我们经常说的“史瓦西黑洞”，在这种以奇点为中心不带电不旋转的黑洞外面存在着世界，也可以称为史瓦西半径。根据公式r=2MG/c^2计算可得，假如太阳在演化之后塌缩成一个黑洞，半径大约只有3km，地球则更小，只有1cm左右。目前，除了史瓦西黑洞以外，还有克尔提出的旋转黑洞，这一黑洞不是静止的，而是处于运动和自旋当中的。

　　黑洞本身和它的名字一样，是不发光的，但是黑洞之外的吸积盘会发光，我们能观测到黑洞正是基于这一点。吸积盘就是黑洞的巨大引力捕获了附近的物质，从而使得它们围绕黑洞旋转，这个过程中由于摩擦会产生热量，这种热能辐射能够被我们观测到，也就是黑洞图片中周围的那一圈白光。

　　吸积盘大致分为三种类型，低辐射效率吸积盘、标准吸积盘、细盘，每种类型对应的黑洞类型和所处位置都有所不同。

　　目前黑洞的类型有三种，第一种恒星级黑洞，也是比较容易形成和观察到的一种。这类黑洞是在恒星演化的晚期，恒星当中的物质被燃烧殆尽，膨胀到了一定程度之后发生“超新星爆炸”，经过塌缩之后形成黑洞。如今所说的星团中泛滥的黑洞正是这类恒星级黑洞。

　　第二种，超大质量黑洞，这类黑洞的质量可能是太阳系的几百万倍，比如说目前发现的Ton618黑洞，它的直径可以达到3907亿千米，所幸目前观测到的超质量黑洞距离我们都比较远，即使引力大对我们也不会有什么威胁。

　　最后就是中等质量巨大黑洞了，这一类高质量的黑洞可以说一直以来是观测者的引力波的研究不可避免的盲区，因为天体物理学家迄今为止并未发现，天文学家推测在球状星团的中央会有此类黑洞的存在。

　　除此之外，霍金的黑洞面积定理也是现阶段热议的话题，该定理在1971年提出。霍金认为黑洞的表面积永不减少，基于这一观点，几个或者多个黑洞可能会在碰撞或者相互吞噬当中形成更大的黑洞，但是不会分裂，只能变大。而这一类说法延伸出的热力学第二定律中的宇宙中的总熵，又为我们开启了黑洞穿梭时空的可能性。

　　地球所在的太阳系由恒星和行星共同组成，在我们看来巨大的太阳系，却只是银河系中微小的一部分，银河系中除了有诸多星系之外还有约150个星团，它们的诞生时间和银河系差不多，天文学家通过观测发现，其中的一个星团当中可能有几十个黑洞存在。

　　Palomar5也叫帕洛玛五号，它是位于银河系巨蛇座的一个球状星团，1950年时被沃尔特·巴德发现。在观测的图片中显示，帕洛玛五号的星团非常稀疏，还带有一条很长很亮的尾巴，这条尾巴正是它在银河系引力作用之息下喷射出的潮汐流，也可以叫做恒星流。据科学家模拟该星团的演化后推测，这一星团之内存在的数量可能在几十个到几百个之间不等，星团总质量中至少有20％是被黑洞占据。

　　帕洛玛五号之所以看起来十分的稀疏蓬松，正是这些黑洞的引力使其不断膨胀，在这个过程当中星团中的许多恒星逃逸出来，变成了银河系最长最亮的尾巴。黑洞会在持续作用之下越来越多，而且据霍金的黑洞面积定理，这之中的黑洞可以进行撞击合成，因此天文学家推测多年之后，帕洛玛五号星团之内的所有恒星都会消失，完全被黑洞所占据。

　　通过该星团的演化模型，天文学家认为，星系当中存在的潮汐流可能都是由星团之中的黑洞膨胀，在引力之下恒星发生逃逸而形成的，每个星团的黑洞多达几十个，如果真的是这样，宇宙当中黑洞的数量可能会超乎我们的想象，当真是“黑洞泛滥”了。

　　这些藏匿在星团之中的恒星级黑洞，究竟是由内部的恒星演化塌缩得来的？还是有我们尚未了解到的其他原因？目前咱们无从得知，但是帕洛玛五号作为一个典例，给了我们推测其他星团内部结构组成的依据，因此也可以认为这是一个里程碑式的发现了！

　　球状星团属于银河系中的古老成员了，据推测它的年龄在100亿年左右，差不多和银河系同时诞生。它们的外形和球形十分相像，其中有数万颗恒星，在球心的部位恒星最为密集。越大的星系拥有的球状星团越多，比如银河系的隔壁邻居仙女座星系中，就有500个以上。

　　目前银河系当中的球状星团大部分分布在距离银心距5kpc的位置上，有着一定的对称性。目前推测其中具有多个黑洞的球状星团主要有M15、半人马座w、仙女座G1等。M15位于银河系当中，它的中心密度非常高，大概是太阳周围恒星密度的20倍以上，距离我们较近，大概在3.3万光年左右，便于观测。

　　但是现在学术界对于M15中心黑洞的说法各执一词，有人认为这之中存在着大质量黑洞，也有人认为它和帕洛玛五号一样存在着几十个黑洞。

　　另外，球状星团之中的小尾巴也是现在天文学家重点研究的对象，这种恒星流，指的是在巨大的潮汐引力之下，星系发生扭曲，甚至瓦解，被拉成了我们看到的银河的模样。

　　但是帕洛玛五号的小尾巴形成原因又有所不同，是因为星团当中存在着多个黑洞，在引力作用之下将这些恒星“挤出来了”，它们汇聚在一起成为了星流。这种星系之间的潮汐作用机制，是探索星系瓦解的关键。”王建民说。“我们的研究结果表明，星系瓦解过程中产生的星流可能是一种特殊的物质，它们的存在有助于解释星系的形成过程。”

（编辑：东莞站长网）

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