黑洞作為上世紀廣義相對論預測的一種在宇宙中廣泛存在的天體，已經(jīng)被科學家確認多年了，它饑不擇食，無論什么，都能吞噬，包括宇宙中跑的最快的光。1916年，也就在愛因斯坦廣義相對論完成后的第二年，在一戰(zhàn)前線為德軍服役的天文學家史瓦西通過計算，第一次得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解。這個解表明大量物質(zhì)如果集中在空間中的某一處，那么由這些物質(zhì)產(chǎn)生的引力就會使得它周圍的時空變得奇異起來，并形成一個視界，一旦進入這個視界，連光也沒法逃脫。 黑洞想象圖 后來的天文學家惠勒首先命名了這種奇異的天體，將它稱為黑洞。 然而，從預測到發(fā)現(xiàn)真正的第一個黑洞，是半個多世紀之后。1970年，美國的“自由號”衛(wèi)星第一次在天鵝座方向發(fā)現(xiàn)了一個奇異的射線源，而它的旁邊，是30倍太陽質(zhì)量的巨大藍巨星。通過持續(xù)地觀測，科學家確定這是一個大小為10個太陽質(zhì)量的黑洞，并在吸積母星的物質(zhì)，這個黑洞就是人類歷史上第一次發(fā)現(xiàn)的黑洞——天鵝座x1。 天鵝座x1 和這個小小的黑洞比起來，我們銀河系400萬太陽質(zhì)量的黑洞可謂巨無霸。銀河系中心的黑洞，又稱人馬座A*，是一個視界半徑2600萬公里的大黑洞，它統(tǒng)治著銀河系里2000億顆恒星。然而，和目前發(fā)現(xiàn)的已知最大的黑洞OJ 287相比，人馬座A*簡直是小巫見大巫，不值得一提。 超大質(zhì)量黑洞OJ 287 這個黑洞質(zhì)量達到了太陽質(zhì)量的180億倍，主體屬于類星體，好在它距離我們地球有35億光年，所以我們還是能看得起又躲得起的。
在這個超大質(zhì)量黑洞的附近，科學家發(fā)現(xiàn)了另一個與之共舞的小黑洞，它們以12年的周期互相環(huán)繞，只不過這個小只是相比OJ 287而言，“小黑洞”的質(zhì)量仍然達到了1億倍太陽質(zhì)量，是銀河系中心黑洞的25倍！ 180億倍太陽質(zhì)量的OJ 287和1億倍太陽質(zhì)量的小黑洞 兩個黑洞以橢圓形軌道互相環(huán)繞，近距離時會擠壓附近的物質(zhì)，使之碰撞，并發(fā)出光和熱，造成類星體突然變的明亮。科學家認為兩個黑洞以攪動時空為代價，會慢慢以引力波的形式釋放軌道能量，相互距離會越來越近，最終會合并成一個質(zhì)量更大的黑洞。 沒有什么可以永恒存在，黑洞也如此，它服從霍金輻射機制——視界附近的時空會產(chǎn)生的一對正負虛?；艚疠椛?，逃逸掉的一個會帶走黑洞的能量，使得黑洞損失質(zhì)量。所有的黑洞都會在霍金輻射作用下蒸發(fā)，最終爆炸，越小的黑洞蒸發(fā)越快。 霍金輻射，由量子力學的不確定性原理描述。 OJ 287因為體量巨大，并且還在不斷進食，增長速度遠遠大于由霍金輻射蒸發(fā)帶來的質(zhì)量損失，所以如此超大質(zhì)量黑洞，可以一直存在宇宙很長時間，直至整個宇宙死亡。 |
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