黑洞质量会有上限吗?

侣意


黑洞是由大质量的恒星在燃烧完核聚变燃料后,由于辐射压抵挡不住万有引力的作用,由恒星物质坍缩而成。在恒星聚变到铁的时候,由于铁核聚变释放出的能量小于维持核聚变所吸收的能量,所以恒星内部产生的辐射压再也抵挡不住恒星巨大的质量,于是就会向内部极速收缩,并撞在核心处撞在一起,巨大的压力会启动铁以后的核聚变,产生铁以后的重元素,也会释放出巨大的能量来,这就是超新星爆炸。

图:超新星爆发引起的伽马射线爆

超新星爆发会将大量的恒星物质抛洒入太空之中。如果剩下的物质质量超过三倍太阳质量,就没有什么力能够抵挡得住万有引力的作用了,它就会坍缩成一个黑洞,这个质量的刻度被称为奥本海默极限。从黑洞产生的原因来看,黑洞是没有质量上限的,只要给它提供更多的质量,它会一直成长下去。但宇宙的物质不是无限多的,黑洞将它周边的吸积盘物质吸收完后就不再长大了。如果两个星系发生合并,它们中心的黑洞就会合并成一个超级大黑洞。星系合并在宇宙中是一个常见的事情。

图:星系合并



图:黑洞合并

目前我们观测到的最小黑洞有3.8个太阳质量,最大的黑洞有上百亿个太阳质量。


讲科学堂


理论上,黑洞的质量是有上限的。但并不是因为黑洞的质量超过极限,而导致出现其他形态或崩溃。

从广义相对论来看,黑洞就是一个包含所有质量的奇点和被强烈弯曲的空间所组成的天体。只要给黑洞不断提供物质,它们都会不可逆转地掉入黑洞的奇点中,由此增加了黑洞的质量和半径。

在宇宙中,超大质量黑洞是已知质量最大的一类黑洞。它们周围环绕着由气体、尘埃组成的吸积盘,这为它们不断增加质量。但如果超大质量黑洞的质量过高,就会引发吸积盘中的物质坍缩为恒星,这些恒星将会绕着黑洞旋转而不会被吞噬。没有了吸积盘的超大质量黑洞,它们将很难继续增长,除非它们与其他超大质量黑洞发生合并。

据估计,超大质量黑洞的理论质量上限为太阳的数百亿。目前已经发现了数个这样接近极限的黑洞,其中最大的TON 618的质量为660亿倍太阳质量,这是一个十分遥远的类星体。


火星一号


答:在当前理论的描述中,黑洞质量并没有上限,只要你不断给黑洞提供物质,黑洞的质量就能一直增加。


目前天文学发现的超大质量黑洞,高达几百亿倍太阳质量,而且这个数据一直在刷新,不断有更大质量的黑洞被发现,好像黑洞的质量就没有一个上限值。



当前理论的描述下,黑洞确实没有质量上限,只要有物质被吸入黑洞,黑洞的质量就能一直增加。

当然,如果宇宙是有限的,那么宇宙所有物质组成的黑洞,就是最大的黑洞,但这并不是理论的上限值。


鉴于当前理论还不够完善,对黑洞的描述还存在很多不足,比如奇点密度发散、和量子力学不兼容、黑洞辐射、黑洞信息悖论等等,还没有合理的解释。



所以“黑洞质量没有理论上限”这个推论,还不能作为定论,需等相关理论完善之后,再得出更可靠的结论。


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