为什么大多数星系中央会有一个黑洞?究竟是什么原因?
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发布时间：2022-04-30 05:41
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时间：2023-10-18 02:17
在爱因斯坦的广义相对论中，预言着宇宙中存在着一种非常神秘的天体，本身不发光，但引力十分强大，连光都无法逃脱，而这个天体就是黑洞。
说起“黑洞”这个词，很多人都不会陌生，因为黑洞在宇宙中非常普遍，早在20世纪初的时候，黑洞就已经被提出来，但人类对于黑洞的了解，还只是非常片面。迄今为止，黑洞已成为理论物理学和天体物理学的最大热点之一。
黑洞到底是什么？
第一感觉的“黑洞”，我们应该认为是一个黑窟窿，其实不然，之所以我们称之为黑洞，是由于它是完全不反射光线的黑体。
总的来说，黑洞其实就是指外宇宙空间内存在的一种天体，并且其密度无限大、温度无限高、时空曲率也无限，最重要的是黑洞里面还有着强大的吸力，任何靠近它的东西都会被席卷吞噬掉，无论恒星、行星或是其他天外物质，甚至是光都难以逃脱它的吸力。
据科学家们统计，黑洞总共占据了宇宙总质量的90%，可以说黑洞在宇宙中是普遍存在的，不过我们人类用肉眼却根本无法直接观测到黑洞的存在，只能通过现有的天文物理学手段侧面计算和监测。
按理说任何东西吸收其他物质都应该会壮大自身的体积，但是根据科学家们的观察，黑洞就不是这样的，再加上我们对黑洞的了解少之又少，于是黑洞就成了一个神秘的存在。
黑洞的发现过程
01、暗星的提出
大约在18世纪末英国物理学家约翰·米歇尔和法国数学家拉普拉斯提出，宇宙中存在着一种引力强到连光也无法从其周围逃脱掉的天体，并称之为“暗星”。
02、广义相对论的发表及史瓦西半径
直到1915年爱因斯坦发表广义相对论，还有德国天文学家卡尔·史瓦西在广义相对论中的引力场方程基础上推算出，如果一个质量一定的球形天体坍缩到特定范围以内，其引力场之强将使包括光线在内的任何东西都无法从其中逃逸，这个特定范围就是史瓦西半径。但是在当时许多的科学家们并不认为在我们真实的世界会存在小于史瓦西半径的天体。
03、黑洞的命名及天鹅座X-1的发现
接着在1967年，普林斯顿大学物理系教授约翰·惠勒将这类“引力完全塌缩天体”命名为“黑洞”。紧接着1964年我们人类发现了蓝超巨星天鹅座X-1，并且根据其运行轨道推算出它有一颗看不见的伴星，但当时对于这一类质量极大却看不见的天体到底是不是黑洞存在着非常大的争议。
到了上世纪90年代天文学家们测出天鹅座X-1中不可见伴星的质量达到太阳质量的14.8倍，除了黑洞，根本无法解释质量如此之大的不可见天体的存在。
04、事件视界望远镜发布首张黑洞照片
直到在2019年4月10日全球科学家合作的“事件视界望远镜”项目发布首张黑洞照片，才证实了黑洞的存在，但在实际上黑洞根本是“看”不见的，EHT观测到的只是黑洞周围发光的星际物质，即吸积盘或喷流。
黑洞按照质量的大小一般分为三类：
首先，宇宙大爆炸理论中的原初黑洞，形成于宇宙大爆炸之初，质量可能类似于地球这些的行星，不过体积上类似于中子、质子等微观粒子大小；
其次，大质量恒星演化到生命后期经过超新星爆炸形成的致密天体，这是在宇宙中最常见的黑洞；
最后，超大质量黑洞，而这种类型的黑洞一般只存在于一个星系的中心，质量巨大，可能是太阳质量的几百万倍到几十亿倍之间。
黑洞是如何形成的？
黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽死亡后，发生引力坍缩所形成的。
众所周知，恒星最初只含有氢元素，而由于其内部氢原子每时每刻都会发生裂变、聚变，再加上恒星的质量又很大，内部发生裂变与聚变的过程中，产生的能量足够与恒星的万有引力相抗衡，以维持恒星结构的稳定，而且由于发生裂变与聚变，氢原子内部结构也会发生改变，破裂并组成其他新的元素，直至铁元素的生成，之后恒星就会坍塌。
由于铁元素比较稳定并不能够参与裂变或聚变只能存在于恒星内部，这导致恒星内部不具有足够大的能量可以和大质量恒星抗衡万有引力，从而引发了恒星坍塌，最终形成黑洞。
当一颗恒星逐渐衰老时，热核反应也就会随之耗尽中心燃料，再加上其中心产生的能量少，这就导致没有足够的力量来承担外壳的质量，于是在外壳的压力下，核心便会开始坍缩，直到最后形成体积无限小、密度无限大的一种星体，而且当其半径一旦收缩到小于史瓦西半径的时候，“黑洞”就诞生了……
黑洞大多都位于宇宙众多星系的中心处宇宙中，这是为什么？
在宇宙中，绝大多数星系的中心都会有一个超大质量的黑洞，包括我们的银河系在内，都有一个黑洞作为核心，这是因为只有超大质量的黑洞才能依靠其自身强大的引力去吸纳周边正在形成的恒星绕着它旋转，而这些绕着黑洞旋转的恒星所组成的系统，也是我们宇宙星系的最初的模型。
也可以这样理解，众所周知，星系是人类根据一个范围内天体的引力关系来决定划分从属关系的，而每个星系的中心都是引力最强的一个范围，以此来使其它天体都围绕它来展开轨迹运动的，而黑洞是目前已知的引力最强的一种天体，自然一般星系中心都是黑洞了，不过也有可能是中子星，打举个例子来说，在银河系的中心就有一个超大质量的黑洞——人马座A*，而我们太阳系的中心则是太阳。
人马座A*就是处于银河系中心的一个超大质量的黑洞
人马座A*是位于银河系*的一个超大质量黑洞，在还没有发现之前科学家们就一直在猜测银河系中心是一个巨大的黑洞，后来随着X射线望远镜技术的成熟，人马座A*才逐渐露出真面目。
我们的研究人员通过甚大望远镜（VLT）对银河系中心的巨大黑洞（人马座 A*）展开了长达 27 年的间接观测，发现人马座A*在黑洞当中是属于超大级别的一个黑洞，其直径为2200万公里。
它的质量大约是太阳的400万倍，虽然距离地球大约2.6万光年，但人马座A*在方向上是朝着地球的，而且人马座A*所发出来的光亮和产生的无线电波都比之前的科学家预测的范围高的多。
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时间：2023-10-18 02:17
在爱因斯坦的广义相对论中，预言着宇宙中存在着一种非常神秘的天体，本身不发光，但引力十分强大，连光都无法逃脱，而这个天体就是黑洞。
说起“黑洞”这个词，很多人都不会陌生，因为黑洞在宇宙中非常普遍，早在20世纪初的时候，黑洞就已经被提出来，但人类对于黑洞的了解，还只是非常片面。迄今为止，黑洞已成为理论物理学和天体物理学的最大热点之一。
黑洞到底是什么？
第一感觉的“黑洞”，我们应该认为是一个黑窟窿，其实不然，之所以我们称之为黑洞，是由于它是完全不反射光线的黑体。
总的来说，黑洞其实就是指外宇宙空间内存在的一种天体，并且其密度无限大、温度无限高、时空曲率也无限，最重要的是黑洞里面还有着强大的吸力，任何靠近它的东西都会被席卷吞噬掉，无论恒星、行星或是其他天外物质，甚至是光都难以逃脱它的吸力。
据科学家们统计，黑洞总共占据了宇宙总质量的90%，可以说黑洞在宇宙中是普遍存在的，不过我们人类用肉眼却根本无法直接观测到黑洞的存在，只能通过现有的天文物理学手段侧面计算和监测。
按理说任何东西吸收其他物质都应该会壮大自身的体积，但是根据科学家们的观察，黑洞就不是这样的，再加上我们对黑洞的了解少之又少，于是黑洞就成了一个神秘的存在。
黑洞的发现过程
01、暗星的提出
大约在18世纪末英国物理学家约翰·米歇尔和法国数学家拉普拉斯提出，宇宙中存在着一种引力强到连光也无法从其周围逃脱掉的天体，并称之为“暗星”。
02、广义相对论的发表及史瓦西半径
直到1915年爱因斯坦发表广义相对论，还有德国天文学家卡尔·史瓦西在广义相对论中的引力场方程基础上推算出，如果一个质量一定的球形天体坍缩到特定范围以内，其引力场之强将使包括光线在内的任何东西都无法从其中逃逸，这个特定范围就是史瓦西半径。但是在当时许多的科学家们并不认为在我们真实的世界会存在小于史瓦西半径的天体。
03、黑洞的命名及天鹅座X-1的发现
接着在1967年，普林斯顿大学物理系教授约翰·惠勒将这类“引力完全塌缩天体”命名为“黑洞”。紧接着1964年我们人类发现了蓝超巨星天鹅座X-1，并且根据其运行轨道推算出它有一颗看不见的伴星，但当时对于这一类质量极大却看不见的天体到底是不是黑洞存在着非常大的争议。
到了上世纪90年代天文学家们测出天鹅座X-1中不可见伴星的质量达到太阳质量的14.8倍，除了黑洞，根本无法解释质量如此之大的不可见天体的存在。
04、事件视界望远镜发布首张黑洞照片
直到在2019年4月10日全球科学家合作的“事件视界望远镜”项目发布首张黑洞照片，才证实了黑洞的存在，但在实际上黑洞根本是“看”不见的，EHT观测到的只是黑洞周围发光的星际物质，即吸积盘或喷流。
黑洞按照质量的大小一般分为三类：
首先，宇宙大爆炸理论中的原初黑洞，形成于宇宙大爆炸之初，质量可能类似于地球这些的行星，不过体积上类似于中子、质子等微观粒子大小；
其次，大质量恒星演化到生命后期经过超新星爆炸形成的致密天体，这是在宇宙中最常见的黑洞；
最后，超大质量黑洞，而这种类型的黑洞一般只存在于一个星系的中心，质量巨大，可能是太阳质量的几百万倍到几十亿倍之间。
黑洞是如何形成的？
黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽死亡后，发生引力坍缩所形成的。
众所周知，恒星最初只含有氢元素，而由于其内部氢原子每时每刻都会发生裂变、聚变，再加上恒星的质量又很大，内部发生裂变与聚变的过程中，产生的能量足够与恒星的万有引力相抗衡，以维持恒星结构的稳定，而且由于发生裂变与聚变，氢原子内部结构也会发生改变，破裂并组成其他新的元素，直至铁元素的生成，之后恒星就会坍塌。
由于铁元素比较稳定并不能够参与裂变或聚变只能存在于恒星内部，这导致恒星内部不具有足够大的能量可以和大质量恒星抗衡万有引力，从而引发了恒星坍塌，最终形成黑洞。
当一颗恒星逐渐衰老时，热核反应也就会随之耗尽中心燃料，再加上其中心产生的能量少，这就导致没有足够的力量来承担外壳的质量，于是在外壳的压力下，核心便会开始坍缩，直到最后形成体积无限小、密度无限大的一种星体，而且当其半径一旦收缩到小于史瓦西半径的时候，“黑洞”就诞生了……
黑洞大多都位于宇宙众多星系的中心处宇宙中，这是为什么？
在宇宙中，绝大多数星系的中心都会有一个超大质量的黑洞，包括我们的银河系在内，都有一个黑洞作为核心，这是因为只有超大质量的黑洞才能依靠其自身强大的引力去吸纳周边正在形成的恒星绕着它旋转，而这些绕着黑洞旋转的恒星所组成的系统，也是我们宇宙星系的最初的模型。
也可以这样理解，众所周知，星系是人类根据一个范围内天体的引力关系来决定划分从属关系的，而每个星系的中心都是引力最强的一个范围，以此来使其它天体都围绕它来展开轨迹运动的，而黑洞是目前已知的引力最强的一种天体，自然一般星系中心都是黑洞了，不过也有可能是中子星，打举个例子来说，在银河系的中心就有一个超大质量的黑洞——人马座A*，而我们太阳系的中心则是太阳。
人马座A*就是处于银河系中心的一个超大质量的黑洞
人马座A*是位于银河系*的一个超大质量黑洞，在还没有发现之前科学家们就一直在猜测银河系中心是一个巨大的黑洞，后来随着X射线望远镜技术的成熟，人马座A*才逐渐露出真面目。
我们的研究人员通过甚大望远镜（VLT）对银河系中心的巨大黑洞（人马座 A*）展开了长达 27 年的间接观测，发现人马座A*在黑洞当中是属于超大级别的一个黑洞，其直径为2200万公里。
它的质量大约是太阳的400万倍，虽然距离地球大约2.6万光年，但人马座A*在方向上是朝着地球的，而且人马座A*所发出来的光亮和产生的无线电波都比之前的科学家预测的范围高的多。
