如果沒(méi)有黑洞，宇宙可能將失去“動(dòng)力源”。

因?yàn)榘凑宅F(xiàn)有的一些觀點(diǎn)，像銀河系這樣的星系中央，全都存在超大質(zhì)量的黑洞。也正因?yàn)樗拇嬖冢裉?yáng)這樣的星系，才會(huì)按照各自軌道繞著銀河系運(yùn)行。

但問(wèn)題來(lái)了，如果星系中央的黑洞越來(lái)越大，它在持續(xù)擴(kuò)張的同時(shí)，也會(huì)吸引天體向自身靠近，那么像太陽(yáng)以及地球這樣的天體，會(huì)被黑洞吞噬嗎？

此前就有報(bào)導(dǎo)說(shuō)，我們地球距離銀河系中央的黑洞，相比過(guò)去的測(cè)算就近了1900光年。這難道是黑洞在真的一點(diǎn)點(diǎn)吞噬我們嗎？

距離縮短了？不，是此前算錯(cuò)了

關(guān)于超大質(zhì)量黑洞的形成，目前科學(xué)家的觀點(diǎn)是，可能是質(zhì)量較小的黑洞合并而成的。2020年時(shí)，有科學(xué)家就從別的星系中，發(fā)現(xiàn)了關(guān)于超大質(zhì)量黑洞的線索，而這似乎能夠解釋銀河系中央那個(gè)黑洞的起源。

關(guān)于銀河系中央的那個(gè)黑洞，還在上世紀(jì)科學(xué)界就了解了。此前，在繪制的銀河系天體位置圖中，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)測(cè)算的數(shù)據(jù)顯示，銀心黑洞到地球的距離是27700光年。

無(wú)論從哪個(gè)角度去看，這一距離到地球都非常遠(yuǎn)。畢竟，人類開(kāi)啟文明社會(huì)后，也才區(qū)區(qū)幾千年的時(shí)間。

不過(guò)，等到科學(xué)家近年來(lái)再次給銀河系繪圖時(shí)，測(cè)算數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，地球到銀心黑洞的距離變成了25800光年。相比1985年時(shí)的數(shù)據(jù)，這一距離整整縮短了1900光年。

難不成在30多年的時(shí)間里，地球正在一步步向黑洞靠近？看起來(lái)確實(shí)是如此，但科學(xué)家卻不以為然。

有研究人員表示，現(xiàn)在測(cè)算的數(shù)據(jù)比此前更準(zhǔn)確，而現(xiàn)在又沒(méi)有數(shù)據(jù)表明地球和整個(gè)太陽(yáng)系正在向著黑洞靠近。所以，最直接的解釋是此前測(cè)算的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。

我們還處在銀河系“郊區(qū)”

從銀河系整體看，太陽(yáng)系所在的位置，是獵戶臂的一條支臂上，而作為一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)體，獵戶支臂又位于銀河系的邊緣地帶。

形象一點(diǎn)說(shuō)，太陽(yáng)和地球相對(duì)于銀河系的中心區(qū)域，就相當(dāng)于是在一座城市的郊區(qū)。而且從距離上來(lái)看，地球到銀河系的中央?yún)^(qū)域，更相當(dāng)于農(nóng)村和市中心的區(qū)別。

在科學(xué)家看來(lái)，只要距離夠遠(yuǎn)，黑洞除了表現(xiàn)出應(yīng)有的引力效應(yīng)外，它就跟其他的天體沒(méi)有任何區(qū)別?，F(xiàn)在地球到銀心黑洞的距離超過(guò)了25000光年，所以那個(gè)黑洞的質(zhì)量再大，也不會(huì)對(duì)我們?cè)斐扇魏螌?shí)質(zhì)性影響。

只有非?？拷臅r(shí)候，黑洞才會(huì)展現(xiàn)出破壞力。你可以把黑洞看作是一只正在午睡的雄獅，一只羚羊距離它超過(guò)了一公里以上，那么雄獅就不會(huì)有任何舉動(dòng)。

但這個(gè)距離一旦縮小到幾百米并持續(xù)縮小的話，安全系數(shù)就會(huì)逐漸降低，隨著雄獅的蘇醒，它看到的羚羊一旦到達(dá)合適的攻擊范圍，雄獅就會(huì)對(duì)其展開(kāi)攻擊。

同樣在宇宙中，恒星等天體靠近黑洞，越過(guò)安全界線后，黑洞強(qiáng)大的引力才會(huì)將恒星拉近，并最終將其吞噬。

在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)發(fā)生一個(gè)天文學(xué)領(lǐng)域的事件——潮汐瓦解。該事件是否發(fā)生，就在于恒星有無(wú)突破那個(gè)臨界點(diǎn)。如果沒(méi)有突破，那么黑洞即便近在咫尺，恒星本身就是安全的。

此前，德國(guó)和美國(guó)的一些科學(xué)家，在銀心黑洞的周圍區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一些恒星。從相對(duì)距離看，這些恒星非常接近黑洞，但這些恒星的運(yùn)行依然很安全，并沒(méi)有被黑洞吞噬掉。

靠近黑洞的恒星都很安全，像我們這樣處在更外圍的地方，黑洞對(duì)整個(gè)太陽(yáng)系而言，就沒(méi)有任何影響。

那么，有關(guān)銀心黑洞究竟有哪些具體情況呢？

抵達(dá)黑洞需要3.3億年

2022年5月，科學(xué)家公布了銀心黑洞的照片。這張照片并非一個(gè)望遠(yuǎn)鏡拍攝完成的，而是由世界各地的射電望遠(yuǎn)鏡一起拍攝，而后組合形成的。

它的具體位置，在銀河系中央的人馬座A*區(qū)域。相比于2019年科學(xué)家公布的M87黑洞，銀心黑洞屬于本星系內(nèi)的黑洞，距離我們是很近的。

（銀心黑洞）

此前發(fā)現(xiàn)的M87黑洞，位于更遙遠(yuǎn)的M87星系里，距離我們至少有5500萬(wàn)光年，而銀心黑洞和前者比起來(lái)，到地球的距離只有1/2115。

雖然看起來(lái)很近，但這是相對(duì)于光速而言的。光的速度可達(dá)到每秒30萬(wàn)千米，而人類目前則掌握不了這么快的速度。

以人類現(xiàn)有的飛行技術(shù)，到達(dá)太陽(yáng)系的邊緣地帶冥王星，所需時(shí)間也需要日夜不停走11年才能抵達(dá)。

按照這個(gè)速度我們向銀河系的中央飛去，最終抵達(dá)超大質(zhì)量黑洞所在的區(qū)域，至少需要3.3億年。

也就是說(shuō)，基本上從恐龍時(shí)代出發(fā)，一刻不停的飛行到現(xiàn)在這個(gè)時(shí)代，才能抵達(dá)銀河系的中央?yún)^(qū)域?？上攵?，人類技術(shù)有多原始，而整個(gè)銀河系又有多大。

除了遠(yuǎn)之外，這個(gè)超大質(zhì)量黑洞究竟有多重呢？以太陽(yáng)為例，質(zhì)量比地球大了33萬(wàn)倍，而銀心黑洞的質(zhì)量又比太陽(yáng)大了400萬(wàn)倍。換算下來(lái)，這個(gè)超大質(zhì)量黑洞的總質(zhì)量，相當(dāng)于1.32億個(gè)地球的重量。

聽(tīng)起來(lái)已經(jīng)很大了，但是和此前發(fā)現(xiàn)的M87黑洞比起來(lái)，銀心黑洞就是個(gè)小弟。

M87是地球質(zhì)量的65億倍，體積是太陽(yáng)的680萬(wàn)倍。假設(shè)整個(gè)太陽(yáng)系此刻就在M87面前，它能一口氣將其吞下。銀河系中央的黑洞和前者比起來(lái)，質(zhì)量連1/50都不到，體積只有M87的千分之一。

（M87黑洞）

而有意思的地方在于，銀河系整體很大，質(zhì)量更是驚人，數(shù)千億顆恒星加起來(lái)的總質(zhì)量占比為99%。

而銀心黑洞的質(zhì)量，只占銀河系總質(zhì)量的0.00045%。然而就是這樣一個(gè)看起來(lái)很輕的黑洞，卻能將數(shù)千億顆恒星系統(tǒng)牢牢束縛在各自的軌道上。

那么問(wèn)題又來(lái)了，這么多的情況，科學(xué)家又是怎么知道的。難道僅僅通過(guò)射電望遠(yuǎn)鏡看幾張照片，就能分析出黑洞的一切嗎？

千萬(wàn)別小看這張照片，給黑洞拍照可是相當(dāng)不容易的。

在廣州看北京的一根頭發(fā)絲

還在2017年時(shí)，M87以及銀心黑洞，都被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了。但是在給兩個(gè)黑洞拍照的時(shí)候，卻面臨著很多困難。

首先是拍攝的數(shù)據(jù)相當(dāng)大。2017年春天開(kāi)始，全球多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)始忙碌。他們要用超級(jí)計(jì)算機(jī)合成數(shù)據(jù)，要編纂精準(zhǔn)的黑洞模擬數(shù)據(jù)庫(kù)。

各地的射電望遠(yuǎn)鏡還要同時(shí)工作，接下來(lái)拍攝的照片至少要幾千張。最終，從數(shù)據(jù)對(duì)比以及幾千張照片中篩選，才合成了一張銀心黑洞的全身照。

其次，相比于M87，銀心黑洞的拍攝難度更高。因?yàn)榫嚯x很近，黑洞周圍的氣體在以接近光速繞著它旋轉(zhuǎn)，這些都會(huì)給拍攝帶來(lái)很大的干擾。

最后，銀河系中央的黑洞，它的視界范圍只有1200萬(wàn)公里，聽(tīng)起來(lái)夠?qū)挻罅?，然而從地球上去看，只?0個(gè)微角秒。這相當(dāng)于一個(gè)人站在廣州，看北京的一根頭發(fā)絲。

對(duì)比之下，M87因?yàn)楸茹y心黑洞大，其視界范圍也比后者寬大了3000倍。所以同樣是在地球上觀察拍照，M87拍照的難度就要小一些。

原先，M87是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的大質(zhì)量黑洞，而現(xiàn)在它的位置又被新的黑洞取代了。

質(zhì)量是太陽(yáng)的280億倍

本月初，《天體物理雜志》發(fā)表了一篇最新的研究，來(lái)自美國(guó)的科學(xué)家通過(guò)分析過(guò)去的觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)質(zhì)量最重的黑洞，兩者加起來(lái)的質(zhì)量是太陽(yáng)的280億倍。

這兩個(gè)彼此緊挨的黑洞，位于橢圓星系B2 0402+379的內(nèi)部。雖然都在一個(gè)星系內(nèi)部，但它們彼此間的距離還有24光年。從它們的質(zhì)量和體積來(lái)看，這個(gè)距離已經(jīng)相當(dāng)靠近了。

而且科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，雖然兩個(gè)黑洞看起來(lái)會(huì)合并，可它們?cè)谶@一距離范圍內(nèi)，已經(jīng)相安無(wú)事存在了30多億年。

不是說(shuō)兩個(gè)黑洞靠近彼此后，會(huì)發(fā)生合并嗎，為什么在它們身上卻沒(méi)有發(fā)生呢？

科學(xué)家給出的解釋是，兩個(gè)黑洞的質(zhì)量太重了，需要借助海量的恒星和宇宙塵埃氣體在周圍持續(xù)活躍，兩個(gè)黑洞才能彼此靠近。

可在該星系內(nèi)部，并沒(méi)有足夠的物質(zhì)來(lái)完成這一任務(wù)，所以在30多億年的時(shí)間里，兩個(gè)黑洞就靜靜的“望著”彼此而一動(dòng)不動(dòng)。

未來(lái)它們會(huì)不會(huì)合并，還需要做進(jìn)一步研究?？茖W(xué)家也表示，未來(lái)如果合并了，它們所產(chǎn)生的引力波強(qiáng)度，將是黑洞吞噬恒星強(qiáng)度的1億倍。

聽(tīng)上去相當(dāng)可怕，可如此大的時(shí)空尺度，對(duì)我們而言沒(méi)有任何意義。

結(jié)語(yǔ)

關(guān)于黑洞，多年來(lái)科學(xué)家一只在追逐和研究它。目前，可將所有黑洞分為小中大三類。

小的黑洞就是恒星質(zhì)量黑洞，它是哪些較大質(zhì)量恒星在死亡后緩慢形成的。中型黑洞相對(duì)較大，而超大質(zhì)量黑洞相比前者則更大。

圍繞超大質(zhì)量黑洞的誕生之謎，現(xiàn)在的看法都是，它是由中小型黑洞合并而成的。但這種觀點(diǎn)不能解釋的問(wèn)題在于，現(xiàn)在觀測(cè)到星系中心，都存在超大質(zhì)量黑洞。

而黑洞的形成，是由恒星死亡開(kāi)始的，這個(gè)過(guò)程中需要漫長(zhǎng)的演化時(shí)間。那么星系中央存在的黑洞，它們起初又是如何快速形成的？

對(duì)于這一點(diǎn)，此前國(guó)內(nèi)的科學(xué)家又提出了一種全新的解釋機(jī)制?？茖W(xué)家認(rèn)為，宇宙星系中存在一種機(jī)制，它可以讓星系中央更快速的產(chǎn)生一個(gè)種子黑洞，而后在這個(gè)基礎(chǔ)上逐漸形成超大質(zhì)量黑洞。

根據(jù)新的解釋，超大質(zhì)量黑洞，能夠在幾億年內(nèi)形成，相對(duì)于星系和整個(gè)宇宙而言，這一形成速度是快速的。而在這個(gè)基礎(chǔ)上，黑洞未來(lái)質(zhì)量的增長(zhǎng)還能自我設(shè)限。

該觀點(diǎn)能否成為黑洞形成的新理論，還有待于下一步科學(xué)界做進(jìn)一步的研究。