03.07 目前发现的最大的黑洞有多大?黑洞的质量有上限吗?

讲科学堂


我们生活在地球上,这个地球很大,大到无边无际,然而最小的恒星的质量也是地球的3万倍左右,太阳的质量更是地球的33万倍,但是黑洞的质量更大,科学家们已经发现的所有的黑洞质量都比太阳大,在一些星系的中心还存在着超大质量黑洞,质量基本都在太阳的10万倍以上,它们都是宇宙中最大级别的单一天体。




在我们银河系的中心存在着一颗质量相当于太阳431万倍的超大质量黑洞——人马座a*,但是在银河系的邻居仙女座星系的中心则存在着一个相当于太阳质量1亿倍的黑洞,不过它的质量也并非特别巨大,和银河系与仙女座星系同属于狮女座星系团的m87星系中心黑洞的质量是太阳能65亿倍左右,它也是首个给科学家们拍到真实影像照片的黑洞,如下图:

不过科学家近日发现了一个更大的黑洞,8月6日美国《新闻周刊》杂志报道,科学家使用欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)在距离地球7亿光年的霍尔姆15A星系团中发现了一个质量为太阳400亿倍的超大黑洞,并且认为它是距离太阳系半径10亿光年的区域中最大的超大质量黑洞,是我们银河系中心黑洞的9300倍。



然而已知最大黑洞还不是它,目前科学家发现的最大黑洞是位于北天猎犬座方向的TON 618,其质量相当于太阳660亿倍,或者说相当于银河系中心黑洞质量的1.5万倍。不过这个黑洞距离我们更加遥远,在104亿光年外。


Ton 618就是宇宙中最大的黑洞了吗?当然还无法确定,那么黑洞的质量上限又是多少呢?目前还没有定论,但是任何事物都有其限度,黑洞当然也是有它的质量上限的,而且数值肯定十分巨大,有的科学家甚至认为黑洞的质量上限就是我们的宇宙质量,当它吸收了宇宙中的绝大部分物质之后,其自身平衡会被打破,从而从其奇点处产生一次大爆发,宇宙便从此诞生。


人类的方向


质量介于100万倍至100亿倍太阳质量之间,通常每个星系的心应该都有一个或数个超大质量黑洞。就拿银河系中心的黑洞来说,人马座A*是银河系最大质量的黑洞,它大约是太阳质量的400万倍。

我们一直在思考,黑洞是如何变成这么大质量的?恒星坍缩产生恒星级黑洞应该是超大质量黑洞的起源这个说法已经是错误的了。

事实上超大质量黑洞诞生之后还需要“进食”,它们“进食”的方式有两种:

一是吸积尘埃气体,意思就是超大质量黑洞会一直吸收周围的尘埃气体;

二是吞噬恒星,其实就是当恒星进入到超大质量黑洞势力范围时,恒星会先被超大质量黑洞强大的潮汐力撕碎,然后恒星物质在黑洞周围形成吸积盘,最后被超大质量黑洞吞噬。

其实上,黑洞没有大小之分。

因为黑洞说到底就是一个奇点,奇点就是体积无限小、却把周围一切物质都纳入其中的一个点。所以,奇点也是一个密度无限大的点。我们一般是用质量来衡量黑洞的,就像我们平时一直说“超大质量黑洞”而不是“超大黑洞”。




黑洞一直以来都是一个神秘的话题,它虽然有着几乎无限的引力,但是不代表着它有一幅无比巨大的身躯。大部分的黑洞还是非常小的。黑洞是宇宙中最恐怖的天体,即使最普通的黑洞,光也是逃脱不了的。

那宇宙中最大的黑洞有多大呢?最小的黑洞又有多小呢?

万事万物皆有度,一旦过度会发生质的变化。黑洞最小可以变成基本粒子,大到不知多大。就连天文学家也无法说明黑洞的上限有多大,黑洞可以不断吸收物质,从而它的质量会不断的增加,但是总会有一个限度导致它不能承受,这时候黑洞就有可能发生爆炸。


星球上的科学


虽然黑洞本身不发光,但黑洞吞噬物质之后会形成一个环绕黑洞的吸积盘,其中可以辐射出极为强烈的电磁波(包括可见光、无线电波),尽管距离非常遥远也能被观测到,这种类型的黑洞就被称之为类星体。TON 618是一个非常明亮的类星体,它的亮光掩盖了它所处的星系,使星系变得不可见。TON 618的绝对星等为-30.7等,这意味着它的亮度是太阳的140万亿倍。按照TON 618的质量来计算,它的史瓦西半径为1300天文单位,即0.02光年。

超大质量黑洞的诞生源自于早期星系中丰富的物质,但理论表明,它们并不能无限增长。随着超大黑洞质量的增加,其引力会促使吸积盘中的物质发生引力坍缩而形成恒星,所以黑洞的质量不能无限增加。理论上,超大质量黑洞的质量上限为太阳的数百亿倍,这意味着TON 618已经差不多是宇宙中最大的黑洞。


火星一号


早在牛顿万有引力时期英国科学家约翰.米歇尔就意识到了黑洞的存在



在1783年他写给卡文迪许的信中写到如果将太阳变成一个半径3公里的天体,那么引力就会强大到让光都飞不出去,这个在世界上就会变得不可见,1796年法国物理学家拉普拉斯认为如果一颗地球大小的天体质量达到太阳的250倍,那么由于引力作用光线无法离开这个天体,所以我们也不可能看见它。

但以上两位科学家对黑洞的猜想只是经典物理学框架下的一个“抖机灵”,真正从理论上证明黑洞的存在还是1916年爱因斯坦广义相对论正式发表并被史瓦西破解以后的事了。


当时的德国天文学家卡尔.史瓦西通过解爱因斯坦引力场方程得到了黑洞存在的证据,并产生了诸如“史瓦西半径”“史瓦西解”在内的一系列关于黑洞的物理学名词,时至今日黑洞已经成了大部分物理学家都承认的一种天体。

那么如今人类发现的质量最大的黑洞是谁呢?

答案是位于35亿光年外的双黑洞系统SDSS J140821.67+025733.2,质量为太阳的1960亿倍,而银河系中心的人马座A*质量只有太阳的430万倍,今年4月10日公布的5500万光年外M87星系中心黑洞的质量也才只是太阳的65亿倍。


虽然目前有着“霍金辐射”从理论上证明了黑洞并非永久存在,但由于质量越大的黑洞霍金辐射越微弱,因此目前科学家并不认为人类能看见黑洞的死亡过程。

本质上看黑洞的质量只取决于周边还有多少天体供它“吞噬”,因此黑洞的质量是没有上限的,只要给它足够多的物质它就能持续不断的增长。


宇宙观察记录


现今发现最大的黑洞是SDSS J140821.67+025733.2,这是个双黑洞系统,质量是太阳的1960亿倍,距离地球有35亿光年。


这颗SDSS黑洞是由芬兰图尔拉天文台的莫里.瓦尔顿恩发现的,他在2007年9月的探测后说,由爱因斯坦相对论可预测到,这个双黑洞系统会在约1万年中合并成一个黑洞。

这个SDSS双黑洞形成于OJ287中心,其中一个小黑洞的质量也有太阳的1亿倍。它绕着大黑洞不停的运行,一周需要12年,小黑黑洞有时候会与大黑洞的边缘发生碰撞,每一次碰撞都会发出较明亮的光。

大黑洞的质量就有太阳的180亿倍,它的引力场使小黑洞的轨道出现39⁰的倾斜,这会影响到碰撞的边缘物质。

这个超级双黑洞系统的发现,切实证明了相对论中的“黑洞之间形成的引力波时,黑洞彼此间会呈螺旋状彼此靠近。”这与我们日常看到的水面漩涡很是相似,当有两个物体在漩涡内,会互相旋转着慢慢靠近,最后都会进入漩涡内。

美国科学家惠勒曾说:“黑洞的大小取决于它围绕物质区域有多长,还有黑洞为了生长吞噬宇宙物质的速度有多快,从理论上说黑洞的大小没有上限”。


弄潮科学


你可以百度啊!不知道有没有,人类的科技还没有那个能力。就好像让古时候的人来制造电脑💻,你觉得他能实现吗?人类现在很多对宇宙终极理论,都是想象出来的,其实根本不用去思考,因为没有意义!人们还没有达到那个层次的知识水平,胡乱揣测根本推动不了科学的发展,迷信思想就是这么来的!


光速随引力增加而减小


两个迄今已知最大的黑洞——它们的质量达到太阳的100亿倍,分别位于代号为NGC3842和NGC4889的星系中。最大上限的黑洞质量为太阳的500亿倍。


分享到:


相關文章: