文章图片
黑洞有质量的上限 ， 它不像一个无限量吞食财物的“超级貔貅” ， 英国莱切斯特大学的研究人员推算 ， 黑洞最多增大到相当于500亿倍太阳的质量 。 质量的上限表明了黑洞体积不可能无限膨胀 。 在抵达质量的上限之前 ， 理论预测的黑洞不会停止吞噬周围吸积盘的气体物质 ， 周围的气体物质为黑洞的生长提供了“食材” 。 英国皇家天文学会的《每月通讯》杂志发表了题为“黑洞如何增大？”的文章 ， 莱切斯特大学物理学和天文学系的安德鲁·金教授对星系中心超大质量的黑洞进行了探讨 ， 在黑洞周围的气体物质形成了圆形的吸积盘 ， “黑洞环”中的气体物质失去了能量 ， 跌落到黑洞的“超级陷阱” ， 为“食不可挡”的黑洞提供了“营养物质” ， 但圆盘内的气体物质不稳定 ， 它们在发生“碎片化”的积聚之后诞生出成群结队的恒星 。
为了保持吸积盘外层边缘的气体物质 ， 这需要多大质量的黑洞？研究人员的计算结果表明 ， 为了保持吸积盘的完整 ， 黑洞质量最多需要太阳质量的500亿倍 。 没有吸积盘的伴随 ， 由于失去了周围的气体物质 ， 黑洞将会停止生长 ， 这意味着黑洞质量存在一个上限值 ， 失去了气体物质组成的吸积盘 ， 黑洞增大的唯一方式是等待“冒失”的恒星闯进了它的视界范围 ， 好像“守株待兔”的成语故事 。 黑洞或者享用周围气体物质的“美味大餐” ， 或者和另一个黑洞发生合并 ， 产生一个质量和体积更大的黑洞 。
确定黑洞的质量上限有天文学的意义 ， 圆盘内的气体物质在跌进黑洞时产生了大量辐射 ， 通过对黑洞辐射的观测 ， 天文学家发现了一个目前质量最大的黑洞 ， 质量上限意味着黑洞增大的过程不可能无限地持续 ， 不至于比人们已知黑洞的质量大得太多 。 吸积盘失去了大量物质 ， 不是发生在一个特别明亮的圆盘 。 黑洞的更大质量有理论上的可能性 ， 比如：当一个接近质量极限的黑洞和另一个黑洞发生合并时 ， 单一黑洞的整体质量变得更大 ， 但黑洞的合并过程不会向外释放光线 。
合并的大质量黑洞也许不会在周围形成气体圆盘或“黑洞环” ， 不会发出气体辐射的光线 ， 对黑洞合并的观测可以采用其它的方法 ， 比如：黑洞的引力效应引起了光线弯曲 ， 黑洞“引力透镜”作用使得在附近经过的光线发生了偏折 ， 通过爱因斯坦预言的引力波 ， 天文学家可以发现黑洞的合并现象 。 黑洞之间的碰撞与合并也许产生了科学家期待的引力波 ， 引力波探测器用于对黑洞合并事件的发现和证实 。
超大质量黑洞通常隐居在星系的中心 ， 它们“吃掉”了属于恒星的气体物质 ， 以阻止大量恒星的“野蛮生长”；黑洞也是星系诞生和演变的“超级发动机” 。 黑洞尺寸不能无限膨胀 ， 否则 ， 黑洞将会吞噬星系内的所有物体 ， 不留下任何物质的踪迹 ， 没有发生黑洞吞噬一切的“惊世骇俗”事件 。 一些宇宙物理学家认为 ， 人类生活在宇宙级的黑洞 ， 只是不能感受其中的奥妙 ， 宇宙不会是一个我们无法感知的黑洞 ， 宇宙质量远远高出太阳质量的500亿倍 。 研究人员计算了星系级别的黑洞质量 。 从天文观测上讲 ， 似乎存在星系级别黑洞质量的界限 ， 每一个星系都存在尺度的限定 。
【质量黑洞|500亿倍太阳质量黑洞“食不可挡”】星际级黑洞存在质量或尺度的上限 ， 天文学家没有确定或发现最大质量和最大尺寸的星系 ， 也许在星系质量和黑洞质量、星系尺寸和黑洞尺寸之间存在某种定量的关系 ， 显然存在正比例的关系 ， 星系质量和尺寸大 ， 星系中心的黑洞质量和尺寸也大 ， 反之 ， 星系质量和星系尺寸小 ， 星系中心的黑洞质量和尺寸也小 。 一个星系的所有质量在黑洞和其它天体的分配可能遵循某种比例 ， 好像市场“无形的手”调节了资源在不同经济主体的分配比例一样 ， 也许自然力量“无形的手”调节了星系不同天体质量的分配比例 。 无形的自然力量不是神明的驱动 ， 而是自然规律的作用 ， 在自然规律“无形之手”的作用下 ， 一切自然奇迹由此产生 ， 其中包括星系质量和尺寸的上限、黑洞质量和尺寸的上限、星系中心超大质量黑洞和整个星系质量的比例关系 。
（编译：2015-12-21）
推荐阅读
- 如果9号行星是一个原初黑洞呢 那会怎样？答案很奇特
- 宇宙究竟有多少黑洞？新研究：400亿亿个，占宇宙正常物质的1%！
- 黑洞为何能颠覆人类的认知？
- 再次证实！爱因斯坦是对的！广义相对论预测很给力
- 这回不怕中国了？美国“重返月球”还没成功，又盯上火星准备出手
- 为什么望远镜看不到巨大的黑洞？科学家认为他们已经解开了谜团
- 易丢失的“耳朵”-人工耳蜗
- 未来人类掌控了宇宙的规则，不死不灭，之前死去的人是不是亏了？
- 250万光年外，一个超大质量黑洞正朝着地球飞来，专家：不太妙！
- 黑洞也可以群居 球状星团中心积聚着许多的黑洞