2019年4月10日，人类首次拍摄到距离我们地球大约5500万光年远的一个黑洞图片。

这是人类第一次观测到黑洞的真实面貌，同时也验证了爱因斯坦在世的时候有关预测黑洞存在的言论。

2022年5月12日，中国科学院上海天文台首次公布了我们所处的银河系中心的人马座a黑洞。这个黑洞距离我们地球大约2.7万光年左右。

这同样也是人类首次拍摄到银河系内部的黑洞图片。黑洞的存在已经成为了宇宙中一个不争的事实。

那么黑洞到底是什么？黑洞在自然界中到底是以哪几种方式存在的？它们又是如何形成的天体？

大家好，今天我们从五个方面一起来了解宇宙黑洞的不可思议。用最通俗易懂的方式一起来走进黑洞的世界。

第一种原初黑洞。

所谓的原初黑洞，它并不等同于我们传统观念里所认为的黑洞。

我们平时经常听到的黑洞几乎都是由大质量的恒星天体最后在活跃度下降以后，在自身引力的作用下，坍缩形成的黑洞，而原初黑洞并不是这样形成的，它是在随着宇宙大爆炸初期而产生的黑洞。

在大爆炸最初开始的那一段时间，宇宙中任何一个区域的物质分布都是不均匀的。在一些密度比较大的地方会慢慢地坍缩聚合成为一些密度极高质量极大的天体，我们把这一部分天体称作是原初黑洞。

根据牛顿的万有引力定律我们可以得到，在宇宙中任何一个天体都有一个逃逸速度。拿地球来举例子。

由于受到地球引力的作用，在地球表面的任何一种物体，如果它的速度不能达到一定程度的时候，它只能贴着地球表面行走。

而如果想要环绕地球飞行的话，那么这个行器的速度最少要达到7.9km每秒。一旦达到7.9km每秒的时候，那么这个物体就可以绕着地球进行环形运动。

当这个飞行器的速度继续增加，直到它的速度达到了11.2km每秒的时候，那么这个飞行器就可以逃脱地球的引力。我们把这个逃离地球引力束缚离开地球的速度称为地球的逃逸速度。在物理界也被称作是第二宇宙速度。

继续再增加这个飞行器的速度，当这个飞行器的速度达到16.7km每秒的时候，那么这个飞行器就可以逃脱太阳引力的束缚，从而离开太阳系。

所以说任何一个天体都存在着一个逃逸速度。只不过由于天体的质量大小不同所导致它们的逃逸速度快慢不同而已。

依据这一个理论，我们大家仔细思考，如果某一个天体由于它的密度太大，质量太大，所以导致它的引力特别的大，以至于它的逃逸速度甚至都超过了光速，那么此时又会发生什么样的现象？

根据爱因斯坦的相对论，我们可以得到，在自然界中任何存在静止质量的物体，它的速度都不可能超过光速，如果一个天体的逃逸速度都超过了光速，连光速在它的附近都不能逃离这个天体，那么此时这个天体就可以被我们定义为黑洞。

由此我们可以把黑洞的定义等同于天体的逃逸速度来进行分析。简单地说就是，我们不管任何一个天体它的质量有多大。体积有多大？只要它的逃逸速度足够的大，那么就可以认为这个天体就是我们所说的黑洞。

假设一只母鸡下了一个鸡蛋，那么这个鸡蛋它的密度足够大，质量足够大，大到甚至连光线都不能逃脱它的引力。那么此时我们也可以把这个鸡蛋理解为宇宙黑洞。

霍金1971年在一篇名为《超小质量的引力坍缩物体》论文中就发表过这样的言论。他认为，在自然界中只要一个物体的质量达到了10的负5次方克，也就相当于一个细菌的大小，只要它的体积足够的小，那么最终都可以坍缩成为一个黑洞。

由此我们会产生一个疑问，为什么宇宙会产生体积如此小，密度如此大的物体？它们到底是从哪里来的，学家进行分析之后推测，它们极有可能是宇宙大爆炸时所产生的一种物体。

在宇宙大爆炸最初的几秒钟，宇宙中是不存在任何物体的，随着一声巨大的爆裂声，所有的物质瞬间被炸开。

在这个时候，每一个区域的物体分布的密度都是不同的，霍金认为在密度特别大的地方，极有可能会形成我们所说的原初黑洞。

那么为什么到目前为止我们并没有发现这些原初黑洞？它们到底去了哪里？

于是科学家给出另外一个推测，这些物质很有可能就是我们所说的暗物质，在科学界中，有关暗物质的解释一共有两种定义。

一种是弱相互作用的大质量粒子。它们不与我们自然界中存在的任何一种物体发生相互作用，所以也就导致了我们到目前为止根本无法观测到这些暗物质。

第二种就是大质量天体物理紧密晕天体。这种物体它们的质量特别的大，自身也不会发射出任何光线，所以也就导致了我们无法观测到它们。

大家仔细思考第二种对于暗物质的解释，不正是我们所说的黑洞吗？而原初黑洞很有可能就是这些暗物质的最小黑洞。

到目前为止，原初黑洞的理论并没有被科学家给出确凿的证据。我们也并没有观测到原初黑洞的真实面貌。

但是，据天文学家观测，在海王星轨道附近存在着一个神秘天体。

这个神秘天体很有可能就是原初黑洞。那么说到这里，有一部分人可能会产生质疑。

如果在太阳系内部存在着一个黑洞，那么在未来的某一天，我们太阳系的所有天体会不会都被它吸到里面。

其实这种现象完全不会发生。因为这个神秘天体它的质量特别的小，几乎只等同于几个地球的大小，而体积也仅仅只比乒乓球稍微大一点儿而已，在之前的话题中，我们曾经说到过史瓦西半径的概念。

任何一个黑洞都有一个史瓦西半径的范围。只要超出史瓦西半径范围的距离足够的远都不会受到这个黑洞的影响。如果这个假说在未来的某一天被科学家证实的话，那么这个袖珍版的神秘天体很有可能就是太阳系的第九大行星。

第二种大质量恒星黑洞。

这种黑洞也是我们到目前为止大家看到的最多的一种黑洞存在的方式。

当一个大质量的恒星在最后活跃度下降以后快死的时候，无法对抗自身的引力，会迅速地向内核坍缩。从而变成一个奇点，也就形成了我们所说的大质量恒星黑洞。

在形成恒星黑洞的时候，这个大质量的恒星会释放它内部最后的能量，发生最后一次恒星爆炸。

在爆炸的时候，它会迅速地把外壳的物质全部都喷射出去。以我们人类现有的科学技术完全可以观测到这些恒星黑洞。

下面给大家介绍三种我们观测到恒星黑洞的方法。

首先第一种就是X射线。

当一个恒星黑洞在它附近距离的不远处有一个正常的恒星时，那么这个恒星黑洞就会拼命地吸附它旁边的这一颗正常的恒星。在吸附的时候就会产生大量的X射线。这种X射线的释放也就会轻而易举的被我们人类观测到。

第二种方法就是利用黑洞可以扭曲光线的这一原理。

当一个黑洞在经过某一个恒星的前面时，我们会观测到这个黑洞会瞬间发出耀眼的光芒。当然，我们地球人类观测到这个黑洞瞬间发射出光芒的现象时，已经可能是几万年甚至几十万年以后了，因为这些黑洞距离我们地球特别的遥远。

仅凭借着光速传递30万km每秒的速度，也要很长一段时间我们才能看到这种现象的发生。

那么说到这里，大家又会产生出另外一个问题，不是说黑洞会吸收光线吗？为什么当它经过恒星的前面的时候，会突然发射光线，变得瞬间更亮？

其实出现这种现象的原因也特别容易解释。

虽然黑洞可以吸附光线，这已经是被科学家证实的一种理论，但是它吸附光线的时候，也有一部分光线只是被黑洞改变了它们原本的运行轨迹。简单地说只是扭曲了一下而已，并没有被吸附到黑洞里面。这时的黑洞对于那些没有被吸附到里面的光线来说，只是起到了一个聚合光线的作用。大量的光线被黑洞汇集到黑洞的周围，所以说会出现短暂的发射出耀眼光芒的现象。

第三种探测恒星黑洞的方法就是利用引力波。

天文学家观测在2015年的时候，一个36倍太阳质量的恒星黑洞和一个29倍太阳质量的恒星黑洞在13亿光年之外的地方相互碰撞，最后形成了一个巨大的新型黑洞。

在它们相互碰撞聚合成为一个新的黑洞的时候，引力发生了巨大的变化，这种变化以波的形式最后被我们地球人类探测到。

第三种，超大质量黑洞。

恒星黑洞它们的质量一般都在太阳质量的100倍以下。

我们可以把这些黑洞理解为大型恒星在宇宙中的另外一种表现方式。

相对于这些大质量的恒星来说，我们的太阳就显得特别渺小了，并没有资格在宇宙中留下这种以黑洞形式存在的可能。

在宇宙中还有一些超乎我们想象的超大质量的黑洞。它们的质量甚至可以达到阳质量的10万倍到1亿倍之间。

这些超大质量的黑洞一般会出现在每一个星系的中央。

例如2022年5月12日公布的人马座a星，就是我们银河系中心的一个超大质量黑洞。

2019年4月10日人类首次拍摄到的黑洞图片，就是m87星系中心的一个超大质量黑洞。

就拿我们银河系中心的人马座a星黑洞来说，在距离人马座a星周围不远的恒星，围绕这个黑洞公转一周的时间大约是16年左右。

而我们太阳系属于银河系较边缘的位置处，所以绕着这个大质量黑洞运行一圈的时间大约要花费2.25亿年以上。这一圈的时间被科学家称作是一个宇宙年。

我们大家都知道地球围绕太阳公转一周的时间，我们定义为地球的一年。

到目前为止，太阳诞生的年龄大约是46亿年左右。46亿年 2.25亿年每圈。

最后计算下来的圈数正好是20圈出头。也就是20个宇宙年。所以我们可以这样理解。太阳系在银河系中相当于一个二十多岁出头的年轻力壮的小伙子。现在内部的活跃度正是在最鼎盛的时期。

第四种中等质量黑洞。

恒星黑洞的质量是小于等于100倍的太阳质量，超大质量黑洞是大于等于10万倍的太阳质量。那么当然处在这样一个区间内部的黑洞，我们也称之为中等质量黑洞。

科学家的确曾经也给出过这样的定义，他们认为质量大约在太阳质量1000倍到1万倍这个区间段内部的黑洞为中等质量黑洞。

2005年科学家在观测ngc4395螺旋星系时就发现了一个中等质量黑洞。这个黑洞大约是太阳质量的36000倍，2019年科学家又分别观测到两个太阳质量66倍和太阳质量85倍的两个黑洞合并之后的黑洞。

合并之后，黑洞的质量大约是太阳质量的142倍。

从理论上来讲，这个黑洞并不属于一个典型的中等质量黑洞，于是科学家就勉强的给出这样一个结论，36000倍太阳质量的黑洞属于一个较小的超大质量黑洞。而142倍太阳质量的黑洞定义为较大的恒星黑洞。

直到现在为止处在1000倍太阳质量和1万倍太阳质量的黑洞我们依然没有找到一个典型的例子。也是一直困扰我们科学界的一个谜团，说到这里，我们试着用超大质量黑洞的诞生方式来推理一下。中等质量天体，我们到目前为止不能探测到的原因到底是什么？

大家思考一下，如果超大质量的黑洞是由恒星黑洞慢慢地合并吞噬，逐渐由小变大而形成的。那么它就像是一个贪食蛇的游戏一样。

随着时间的推移，逐渐的会一步一步的慢慢变大，那么它终究会有一个过渡期，也一定存在着我们所说的中等质量黑洞。

但是如果超大质量黑洞并不是由这些恒星黑洞合并吞噬而演化来的，而是由和原初黑洞一样经过宇宙大爆炸初期就已经产生了这样的超大质量黑洞。那么我们也可以认为，中等质量黑洞其实就是我们自己的一种假想黑洞，它可以不存在。

这两种推理方式看似无关紧要，但是如果我们仔细推敲的话，就会发现它们却是两种完全颠覆宇宙生死观的不同结果。

假设宇宙中的恒星黑洞不断的吞噬，不断的合并，慢慢的形成了超大质量黑洞。在逐渐地以这个超大质量黑洞为中心形成了一个星系。我们这时候就可以推测，这个超大质量黑洞的最终结果是要吞噬整个星系的所有物质。可以把这个超大质量黑洞理解为整个星系的终结之地，整个星系的文明终结之地，最终所有的一切生命物质都要归于这个黑洞。

但是如果超大质量并不是由恒星黑洞慢慢的吞噬合并逐渐形成的，而是在宇宙大爆炸初期形成的类似于原初黑洞一样的黑洞，那么这个超大质量的黑洞并不是地狱，也不是文明以及星系内部所有物质的终结之地，而是生命的源泉，是天堂，是它创造出了一个又一个的恒星，一个又一个的生命系统在不停地围绕着它自己旋转。

第五种类星体。

说到这里，我们接着上一个话题，说到这里，我们接着上一个话题，既然超大质量黑洞有可能是宇宙万物的源头，是生命的源泉，那么它到底是如何制造的恒星？

大约在一百多年前的时候，天文学家在观测宇宙时发现了一些奇怪的星星，这一些星星的光谱有着独特之处，它不同于普通星星的光谱，于是科学家就把它们定义为类星体。

1962年荷兰科学家马尔腾施密特在观察类星体时，发现了这些类星体的光谱与氢元素的光谱极其的相似。

唯一不同的是这些类型体的光谱产生了大量的红移，在之前的话题中我们也提到过有关红移的概念。

出现红移意味着什么？意味着这些类星体正在飞速地离我们远去，说明它离我们地球的距离特别的远。这就让人感觉到不可思议了，既然这些星星离我们特别的远，并且还会产生如此让科学家都震撼的亮度，甚至这些亮度都让科学家误以为他离我们不远。

大家仔细思考一下，这说明了什么？说明了这些类星体的亮度要远远超出我们人类的想象。

从2019年科学家公布的黑洞的照片，我们可以看到，在黑洞的周围有一圈特别明亮的区域。这就是周围的物体在黑洞引力的作用下，飞速旋转所产生的光线。

这些超大质量黑洞周围的物质在不断吞噬的过程中会飞速的旋转。旋转的过程中会发热，发亮，发射出X射线，电磁波等等，把整个星系似乎都可以点亮。

回到我们所提到的问题。黑洞是如何制造的恒星的？超大质量的黑洞在吞噬周围的物质时，同时会释放出巨大的能量，这些巨大的能量会推开它周围的气体云。被推开的气体云在远处最后在引力的作用下合并，不断地抱团，最后形成恒星。

科学家在观测130亿光年之外的类星体j0313-1806时推测。在宇宙诞生之初，很有可能极大一部分恒星就是以这样的方式形成的。

当这些超大质量的黑洞把它周围的物质都吞噬得差不多的时候，它所释放出来的能量也在逐渐地减少，因此被它推开的气体云也在减少，从而使得诞生恒星的速度逐渐的放慢。

所以由此我们也可以得出一个结论。类星体可以说是整个星系的源泉，恒星生命的源头。也可以说是整个星系万物的终结之地。

好了，本期话题就到这里了，大家对于黑洞有什么样的看法呢？欢迎大家在评论区留言讨论，我们下期再会。