黑洞質量會有上限嗎?

侶意


黑洞是由大質量的恆星在燃燒完核聚變燃料後,由於輻射壓抵擋不住萬有引力的作用,由恆星物質坍縮而成。在恆星聚變到鐵的時候,由於鐵核聚變釋放出的能量小於維持核聚變所吸收的能量,所以恆星內部產生的輻射壓再也抵擋不住恆星巨大的質量,於是就會向內部極速收縮,並撞在核心處撞在一起,巨大的壓力會啟動鐵以後的核聚變,產生鐵以後的重元素,也會釋放出巨大的能量來,這就是超新星爆炸。

圖:超新星爆發引起的伽馬射線爆

超新星爆發會將大量的恆星物質拋灑入太空之中。如果剩下的物質質量超過三倍太陽質量,就沒有什麼力能夠抵擋得住萬有引力的作用了,它就會坍縮成一個黑洞,這個質量的刻度被稱為奧本海默極限。從黑洞產生的原因來看,黑洞是沒有質量上限的,只要給它提供更多的質量,它會一直成長下去。但宇宙的物質不是無限多的,黑洞將它周邊的吸積盤物質吸收完後就不再長大了。如果兩個星系發生合併,它們中心的黑洞就會合併成一個超級大黑洞。星系合併在宇宙中是一個常見的事情。

圖:星系合併



圖:黑洞合併

目前我們觀測到的最小黑洞有3.8個太陽質量,最大的黑洞有上百億個太陽質量。


講科學堂


理論上,黑洞的質量是有上限的。但並不是因為黑洞的質量超過極限,而導致出現其他形態或崩潰。

從廣義相對論來看,黑洞就是一個包含所有質量的奇點和被強烈彎曲的空間所組成的天體。只要給黑洞不斷提供物質,它們都會不可逆轉地掉入黑洞的奇點中,由此增加了黑洞的質量和半徑。

在宇宙中,超大質量黑洞是已知質量最大的一類黑洞。它們周圍環繞著由氣體、塵埃組成的吸積盤,這為它們不斷增加質量。但如果超大質量黑洞的質量過高,就會引發吸積盤中的物質坍縮為恆星,這些恆星將會繞著黑洞旋轉而不會被吞噬。沒有了吸積盤的超大質量黑洞,它們將很難繼續增長,除非它們與其他超大質量黑洞發生合併。

據估計,超大質量黑洞的理論質量上限為太陽的數百億。目前已經發現了數個這樣接近極限的黑洞,其中最大的TON 618的質量為660億倍太陽質量,這是一個十分遙遠的類星體。


火星一號


答:在當前理論的描述中,黑洞質量並沒有上限,只要你不斷給黑洞提供物質,黑洞的質量就能一直增加。


目前天文學發現的超大質量黑洞,高達幾百億倍太陽質量,而且這個數據一直在刷新,不斷有更大質量的黑洞被發現,好像黑洞的質量就沒有一個上限值。



當前理論的描述下,黑洞確實沒有質量上限,只要有物質被吸入黑洞,黑洞的質量就能一直增加。

當然,如果宇宙是有限的,那麼宇宙所有物質組成的黑洞,就是最大的黑洞,但這並不是理論的上限值。


鑑於當前理論還不夠完善,對黑洞的描述還存在很多不足,比如奇點密度發散、和量子力學不兼容、黑洞輻射、黑洞信息悖論等等,還沒有合理的解釋。



所以“黑洞質量沒有理論上限”這個推論,還不能作為定論,需等相關理論完善之後,再得出更可靠的結論。


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