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宇宙誕生138億年,數(shù)量眾多的黑洞,一共吞噬了多少物質(zhì)?

當一個天體的引力強大到,連每秒30萬公里的光都飛不出它的表面時,這個天體在外表上肯定就是一片漆黑的。

以上這個設(shè)想早在牛頓時代就出現(xiàn)了,這種天體當時被稱為“暗星”,但牛頓本人并不相信宇宙中存在引力如此強大的天體,所以暗星長久以來都只是一個未經(jīng)證實的猜想而已,直到19世紀末20世紀初,愛因斯坦的出現(xiàn)...

1916年,已經(jīng)憑借狹義相對論享譽世界的愛因斯坦,又把引力納入了他的相對論體系中,并以此為契機發(fā)表了廣義相對論,該理論完美解決了萬有引力定律在強引力環(huán)境,以及近光速條件下的失效問題,因此當時報紙上都報道愛因斯坦的廣義相對論“是一個打破了牛頓萬有引力定律的新理論”,是德國科學(xué)家的勝利。

但稍微有點科學(xué)精神的人都知道,牛頓萬有引力根本沒有被推翻,所謂的廣義相對論也只是萬有引力定律的加強版,或者說補丁版而已,在研究日常生活以及太陽系內(nèi)的問題時,萬有引力定律依然是有效的,只有個別情況下,才需要用到廣義相對論。

而所謂的“個別情況”,指的就是黑洞,這是一種脫胎于“暗星”,但只在廣義相對論中才能被推導(dǎo)出來的奇特天體。

它由同為德國科學(xué)家的史瓦西在戰(zhàn)場上計算得出,數(shù)年后被科學(xué)界廣泛接受,2019年被人類首次拍攝成像,是目前宇宙中質(zhì)量最大,引力最強大天體,且黑洞內(nèi)部奇點,還是繼宇宙大爆炸奇點后,又一個讓物理學(xué)失效的地方。

目前的研究表明,任何物質(zhì)在進入黑洞前都會先被黑洞的引力撕碎,而后越過事件視界,徹底在宇宙中消失,物質(zhì)連同所包含的信息,都絕無可能從黑洞的引力深井中再逃出來,只有霍金輻射還能從理論上帶走黑洞的質(zhì)量,但質(zhì)量越大的黑洞,霍金輻射往往就越微弱,因此一顆正常的天然黑洞的壽命,往往有幾十萬甚至上百萬億年。

那么在宇宙大爆炸138.2億年后的今天,宇宙中的黑洞一共吞噬了多少物質(zhì)呢?會不會將來有一天,宇宙中所有的物質(zhì)都會被黑洞吞噬,整個宇宙的黑洞將連為一體,變成一個史無前例的超級黑洞呢?

根據(jù)天文學(xué)家的推斷,我們的宇宙內(nèi),至少有1%的物質(zhì)已經(jīng)被黑洞吞噬,成為了黑洞質(zhì)量的一部分,而且黑洞的分布密度遠比之前想象的要高,僅在地球附近就可能存在數(shù)十個尚未被發(fā)現(xiàn)的黑洞,而銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座A*,身邊同樣擁有大量游蕩的衛(wèi)星黑洞,它們都集中在銀心區(qū)域。

如果把全宇宙的黑洞加起來,那么它們的質(zhì)量應(yīng)該是全體恒星質(zhì)量的十分之一左右,其中的絕大部分都被星系中心的超大質(zhì)量黑洞掌握著,在可以預(yù)見的未來,隨著黑洞的不斷成長,會有越來越多的物質(zhì)被黑洞吞噬。

但我們并不用擔心宇宙變成一個黑洞

因為黑洞本質(zhì)上也是一種天體,它目前只能由大質(zhì)量恒星在晚年坍塌而成,但宇宙中數(shù)量最多的恒星是紅矮星,它們是變不成黑洞的,真正希望在最后坍塌成黑洞的大質(zhì)量恒星,只占了宇宙恒星總量的極小一部分,因此黑洞就算引力再強大,在數(shù)量的絕對劣勢下,也不可能吞噬宇宙中所有的物質(zhì)。

最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明,每326萬光年范圍內(nèi)就有1000萬個黑洞,它們的總質(zhì)量是太陽的5000萬倍,算下來每個黑洞的平均質(zhì)量是太陽的5倍,更進一步的話,宇宙中每10顆恒星周圍就會有一個黑洞,但我們明顯看不到它。

總體而言

雖然黑洞的性質(zhì)很可怕,但它的引力只能影響靠近它的天體,對遠距離天體而言是沒什么威懾力的,舉例來說,如果我們的太陽突然變成了黑洞,那么整個太陽系雖然會變得一片漆黑,但由于黑洞的質(zhì)量仍然產(chǎn)生了和太陽相當?shù)囊,所以太陽系的行星和衛(wèi)星們的軌道,并不會因為太陽變成黑洞而改變。

我們只希望天文學(xué)家能盡早查清地球周圍的黑洞,否則未來有一天如果流浪黑洞進入太陽系內(nèi)的話,一切就都來不及了。

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