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按照目前的天文观测结果来看 ， 我们的宇宙中黑洞的半径不太可能超过1光年 。 这是依据天文观测所发现的宇宙年龄、宇宙各向同性、宇宙加速膨胀和史瓦西半径公式计算得到的1光年黑洞质量联合分析得到的 ， 下面我们详细分析一下 。
半径1光年的黑洞有多大？结果超乎你想象！既然要知道黑洞半径能否超过一光年 ， 我们自然要先确定1光年的黑洞包含多大的质量 ， 要计算黑洞质量 ， 当然是用计算黑洞大小的史瓦西半径公式 。 这是德国天文学家卡尔·史瓦西求解广义相对论的引力场方程时得到的 。
但是这条公式是根据质量计算半径的 ， 因此我们要对它进行一下变换 ， 简单的移项后得到：M=Rc^2/2G ， 这就是我们要的黑洞质量公式 。 其中M为黑洞质量 ， R为黑洞半径即史瓦西半径 ， c是光速常数 ， G是万有引力常数 。 这样我们代入题目中的1光年=365.25x24x3600x299792458=9.46x10^15米 ， 得到黑洞质量为：3.2x10^12倍太阳质量！即3.2万亿倍太阳质量……
相比之下 ， 包含了暗物质晕的银河系最大质量估计为4.5×10^12 。 也就是说 ， 这个黑洞要与包含暗物质晕的整个银河系的质量相当！而包含了暗物质晕的银河系半径约为32.6万光年！把半径30万光年的物质压缩到1光年内 ， 这可能吗？虽然这并非绝对不可能 ， 但存在诸多困难 。
宇宙各向同性——宇宙早期难以产生极端质量的引力坍缩在对宇宙微波背景辐射的测量中 ， 科学家发现它异乎寻常的均匀 ， 这意味着在宇宙膨胀的早期 ， 宇宙中的能量分布是极度均匀的 ， 否则在早期宇宙膨胀的过程中 ， 由于过早地在部分区域产生大规模的引力坍缩 ， 从而导致宇宙的不均匀度在膨胀中被放大 。
目前有理论认为 ， 在宇宙大爆炸早期的密度涨落可能会产生一些黑洞 ， 这种黑洞被称为原初黑洞 。 但理论上它们的质量上限为10万倍太阳质量左右 ， 距离3万亿还差的有点远……
有限的宇宙年龄——宇宙诞生至今仅138.2亿年虽然把半径30万光年的物质压缩到1光年内似乎是天方夜谭 ， 但假如有足够的时间 ， 通过吞噬和合并 ， 星系中心的黑洞似乎确实能吃光星系内的所有物质 。 甚至有理论认为 ， 整个宇宙会在黑洞的合并中重新坍缩回奇点 。
然而这些理论里 ， 这个黑洞并合直至重新坍缩的过程无比漫长……远超目前的宇宙年龄 。
绝望的未来——宇宙正在加速膨胀假如仅仅是由于时间不足 ， 我自然不能说半径1光年的黑洞无法形成 。 在过去 ， 由于考虑到时间的对称性 ， 很多科学家都认为宇宙最终可能会重新坍缩 ， 这样 ， 半径1光年的黑洞就必然会形成 。 然而 ， 在上世纪末 ， 两个研究小组在对遥远星系的测量时发现 ， 大约在70亿年前 ， 宇宙开始加速膨胀！也就是说 ， 以现在宇宙膨胀的趋势 ， 宇宙将无法重新坍缩回去 。 遥远的星系将慢慢远离 ， 直到有一天 ， 在整个可观测宇宙范围内 ， 只剩下我们一个孤独的星系……至于在这个孤独的星系里 ， 在宇宙膨胀的作用下 ， 物质能不能全部坍缩进星系中心黑洞？这可能需要对加速膨胀更多了解才能确定 。 这也是我在开头只说“不太可能”而不是“不可能”的原因 。
已知最大的黑洞——类星体TON 618说了那么多 ， 其实最重要的依据还是来自天文观测 。 目前人类发现质量最大的黑洞是来自104亿光年外的一个类星体TON 618 ， 它被认为核心存在一个质量约为660亿倍太阳质量的黑洞 。 它的半径仅有0.02光年 ， 距离1光年的半径还差50倍左右 。
那么是否还有更大的呢？也许能有超越TON 618的 ， 但要达到万亿倍太阳质量以上似乎是不可能的 。
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