关于超级黑洞你需要知道的一些知识（图）

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　　超级黑洞是一种黑洞，其质量是十万至十万亿倍的太阳质量。科学家相信，在所有的星系的银心，包括银河系在内，都会有超大质量黑洞。所有超级黑洞是在距今100多亿年前的宇宙初期与星系同时形成的。它“吞噬”周围的大量物质，才能达到如此巨大的体积。

　　目前科学家们发现的最大黑洞，质量可以达到太阳的180亿倍!这个宇宙最大黑洞是之前天文学所记录最大黑洞的6倍，它的质量很大，相当于一个小型星系。

　　科学家：我们的宇宙或诞生于一个超级黑洞

　　根据我们对于宇宙的理解，如果你进行时间旅行回到大约138亿年以前，你会最终抵达一个奇点，一个支配时空的定律都会崩溃的超密集热点。但是我们也无法回到那一奇点来了解什么引发了宇宙的诞生。但是我们知道在宇宙历史中有另一个奇点存在，而且在一个黑洞内。而且这两个奇点之间或许有着超乎你想象的共同点。

　　科学家称，我们所了解的物理定律在黑洞奇点完全失效。

　　这听起来或许有一点疯狂，但是正如物理学家Ethan Siegel在《福布斯》杂志所进行的解释，至少在一个交替的四维宇宙中没有理由说宇宙大爆炸不是一颗恒星塌陷成黑洞的结果。事实上这个观点最早是在2014年由圆周理论物理研究院和滑铁卢大学的理论物理学家提出来的。

　　我们对于大爆炸所了解的是奇点之后瞬间，我们的宇宙就开始膨胀。在不到一秒的时间里，宇宙在这一快速膨胀期就增加了大约1026倍，然后就再次减缓速度并且逐步进行扩张。而黑洞是在我们的三维宇宙中产生了一个二维的视界，这意味着它们被困在一个二维的边界内。

　　黑洞和大爆炸的共同点在于它们都是我们所知宇宙奇点的两个案例。我们的宇宙是由两组规则限定的，一是微粒等微小物质领域的量子力学，另外一个就是关于大物质的广义相对论。而黑洞完全藐视了这些规则，因为它们视界内的微粒行为无法得到解释。

　　Siegel教授解释称：“我们所了解的物理定律在我们所推断的中心奇点完全失效。如果我们想要准确描述它，它需要将量子理论和万有引力结合起来，或者说是万有引力的量子理论。但目前为止我们并没有建立万物理论，所以我们对于黑洞的理解被奇点所终结，正如我们对于宇宙的了解一样。”

　　圆周理论物理研究院和滑铁卢大学的三位物理学家在两年前提出，这两个奇点或许就是一个，或许我们的宇宙就是诞生于一个较大黑洞的奇点。也或许我们的宇宙只是另一个宇宙视界的三维包装。圆周理论物理研究院在2014年的一篇文章中称，在这种方案中当一个四维宇宙的恒星塌陷成黑洞时我们的宇宙就出现了。

　　Siegel解释称，虽然我们无法推断一个黑洞奇点会发生什么，我们所能推断的是视界边缘所发生的事情，而且与我们宇宙诞生所发生的状况相当吻合。恒星核心发生爆聚和塌陷形成黑洞时，视界会首先形成，然后快速扩散并且持续增长将该区域内越来越多的物质吞噬。

　　Siegel在论文中称，当然这个理论仍然是一种假设，除非我们找到将万有引力和量子理论相合并的某种测量方式并对奇点进行探索。我们无法等到万物理论的建立，因此我们现在就开始对这一理论的某些想法进行测试。

　　迄今发现的最大质量的超级黑洞

　　宇宙中迄今发现的最大质量的“超级黑洞”

　　其中一个位于NGC 3842星系中，其距离我们3.2亿光年之遥，该星系是狮子座星系群中的一个最为明亮的天体，通过凯克望远镜等的观测证实了NGC 3842星系中黑洞达到了97亿倍太阳质量。另一个黑洞位于NGC 4889星系中，其距离我们大约3.35亿光年，是后发星座中一个最为明亮的天体，其拥有的黑洞质量与前者相当，甚至更大。

　　旋转最快的黑洞

　　黑洞通常都会以非同寻常的速度旋转，并影响到周围宇宙空间的结构，一个被命名为GRS 1915+105的黑洞位于天鹰座方向，距离地球大约3.5万光年，以每秒950转以上的速度旋转。图中显示了黑洞在旋转与不旋转情况下周围时空的变化，对于没有旋转的黑洞，白色区域较大，而右边旋转黑洞的白色区域较小，从这点可以推测旋转黑洞的气体可以距离事件视界非常近的轨道运行，因此其半斤也更小一些。

　　典型中等质量黑洞

　　科学家们认为黑洞的质量可划分为三个等级，即大质量黑洞、中型黑洞、以及小型黑洞，当然在几乎每一个星系核心都潜伏的一个质量达到百万计或者数十亿倍太阳质量的黑洞，质量较小的黑洞可达到数倍太阳质量。在银河系中央，科学家认为这里存在一个质量超过400万倍太阳质量的黑洞。美国宇航局雨燕X射线天文观测卫星发现在NGC 5408中存在挂怪异的X射线源，存在一个115.5天的周期循环。

　　在宇宙空间中漫游的“流浪黑洞”

　　当星系发生碰撞时，黑洞可能在碰撞中被踢出星系，在宇宙空间中开始漫游旅程。科学家发现的第一个流浪黑洞被命名为SDSSJ0927+2943，它的质量大约为太阳质量的6亿倍，并以每小时590万英里（约为950万公里每小时）的速度四处漂流，研究人员推测可能有数以百计的流浪黑洞漂移至银河系。图中显示的为艺术家构想的一个流浪黑洞从一个球状星团附近通过的景象。

　　“最明亮”的黑洞

　　尽管黑洞的引力可以使得光线都无法逃脱，但是黑洞可以组成类星体的核心结构，而类星体却是宇宙中最强大、而且最有活力的天体。本张图显示了在2003年哈勃空间望远镜拍摄的类星体3C 273的图像，右边的图详细揭示了类星体的一些关键信息，从图像中可以看书中央较为明亮的光线被阻挡了一部分。

　　目前已知的宇宙中最为古老的黑洞

　　科学家们发现了可谓是最为古老的黑洞，其被命名为ULAS J1120+0641，其出生的年代仅仅在宇宙大爆炸之后的7.7亿年，而宇宙大爆炸被认为发生于137亿年前，因此这个黑洞堪称最古老的黑洞。图中是艺术家绘制的ULAS J1120+0641黑洞的景象，其质量是太阳质量的20亿倍。同时，这也是在早期宇宙中发现的最遥远以及最明亮的类星体。该图由欧洲南方天文台提供。

　　神奇的“子，弹射击”黑洞

　　科学家发现编号为H1743-322的黑洞似乎在方向喷射“子，弹”，这些被黑洞喷射出来的高速物质是电离气体团块，在黑洞的吸积盘上被反向喷射出来，酷似黑洞在“打嗝”。研究人员认为黑洞喷射出的电离气体团块可对星系中的恒星以及行星产生影响，甚至也可能影响星系中的电磁场环境。

　　黑洞之间发生互相吞噬的恐怖事件：“黑洞吞噬者”

　　在NGC 3393星系中存在着两个异常活跃的黑洞，科学家认为其中存在两个较小黑洞合并的事件，这两个黑洞由于距离太近，而其中一个黑洞正在消耗并吞噬另一个黑洞所存在星系的核心物质。本项观测首次发现了两个黑洞的合并事件，研究人员通过是同美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜探测到的两个黑洞一个具有3000万倍太阳质量。

　　宇宙中最小的黑洞

　　到目前为止，科学家们发现了质量最小的黑洞少于三倍太阳质量，可谓是个“小个头的宇宙怪物”，这颗黑洞被命名为IGR J17091-3624，接近理论上黑洞质量的最小值。虽然这个黑洞具有相对而言非常小的质量，但美国宇航局的钱德拉X射线空间望远镜却能探测到异常快的喷射流，在恒星级黑洞中算是最快的，速度相当于光速的3%，即每小时2000万英里，或者约为每小时3200万公里。

　　平坦的黑洞

　　由于黑洞距离地球非常遥远，科学家很难收集到一些关键性的线索，这些信息可以帮助研究人员解决许多围绕黑洞的谜团。然而，研究人员闲杂试图揭开平坦黑洞的神秘属性。黑洞拥有强大的引力，即便是光都无法逃脱，如果物质坠入事件视界之内，那么将在黑洞的引力作用下跌落其中，而科学家们在实验室中通过光纤创造了人工的事件视界，研究所谓的霍金辐射是如何逃逸出黑洞的。