宇宙诞生138亿年,数量众多的黑洞吞噬了多少物质?

稍微有点科学精神的人都知道,牛顿万有引力根本没有被推翻,所谓的广义相对论也只是万有引力定律的加强版,或者说补丁版而已,在研究日常生活以及太阳系内的问题时,万有引力定律依然是有效的,只有个别情况下,才需要用到广义相对论。

一个天体的引力强大到,连每秒30万公里的光都飞不出它的表面时,这个天体在外表上肯定就是一片漆黑的。

以上这个设想早在牛顿时代就出现了,这种天体当时被称为“暗星”,但牛顿本人并不相信宇宙中存在引力如此强大的天体,所以暗星长久以来都只是一个未经证实的猜想而已,直到19世纪末20世纪初,爱因斯坦的出现…

1916年,已经凭借狭义相对论享誉世界的爱因斯坦,又把引力纳入了他的相对论体系中,并以此为契机发表了广义相对论,该理论完美解决了万有引力定律在强引力环境,以及近光速条件下的失效问题,因此当时报纸上都报道爱因斯坦的广义相对论“是一个打破了牛顿万有引力定律的新理论”,是德国科学家的胜利。

但稍微有点科学精神的人都知道,牛顿万有引力根本没有被推翻,所谓的广义相对论也只是万有引力定律的加强版,或者说补丁版而已,在研究日常生活以及太阳系内的问题时,万有引力定律依然是有效的,只有个别情况下,才需要用到广义相对论。

而所谓的“个别情况”,指的就是黑洞,这是一种脱胎于“暗星”,但只在广义相对论中才能被推导出来的奇特天体。

它由同为德国科学家的史瓦西在战场上计算得出,数年后被科学界广泛接受,2019年被人类首次拍摄成像,是目前宇宙中质量最大,引力最强大天体,且黑洞内部奇点,还是继宇宙大爆炸奇点后,又一个让物理学失效的地方。

目前的研究表明,任何物质在进入黑洞前都会先被黑洞的引力撕碎,而后越过事件视界,彻底在宇宙中消失,物质连同所包含的信息,都绝无可能从黑洞的引力深井中再逃出来,只有霍金辐射还能从理论上带走黑洞的质量,但质量越大的黑洞,霍金辐射往往就越微弱,因此一颗正常的天然黑洞的寿命,往往有几十万甚至上百万亿年。

那么在宇宙大爆炸138.2亿年后的今天,宇宙中的黑洞一共吞噬了多少物质呢?会不会将来有一天,宇宙中所有的物质都会被黑洞吞噬,整个宇宙的黑洞将连为一体,变成一个史无前例的超级黑洞呢?

根据天文学家的推断,我们的宇宙内,至少有1%的物质已经被黑洞吞噬,成为了黑洞质量的一部分,而且黑洞的分布密度远比之前想象的要高,仅在地球附近就可能存在数十个尚未被发现的黑洞,而银河系中心的超大质量黑洞人马座A*,身边同样拥有大量游荡的卫星黑洞,它们都集中在银心区域。

如果把全宇宙的黑洞加起来,那么它们的质量应该是全体恒星质量的十分之一左右,其中的绝大部分都被星系中心的超大质量黑洞掌握着,在可以预见的未来,随着黑洞的不断成长,会有越来越多的物质被黑洞吞噬。

但我们并不用担心宇宙变成一个黑洞

因为黑洞本质上也是一种天体,它目前只能由大质量恒星在晚年坍塌而成,但宇宙中数量最多的恒星是红矮星,它们是变不成黑洞的,真正希望在最后坍塌成黑洞的大质量恒星,只占了宇宙恒星总量的极小一部分,因此黑洞就算引力再强大,在数量的绝对劣势下,也不可能吞噬宇宙中所有的物质。

最新的数据统计表明,每326万光年范围内就有1000万个黑洞,它们的总质量是太阳的5000万倍,算下来每个黑洞的平均质量是太阳的5倍,更进一步的话,宇宙中每10颗恒星周围就会有一个黑洞,但我们明显看不到它。

总体而言

虽然黑洞的性质很可怕,但它的引力只能影响靠近它的天体,对远距离天体而言是没什么威慑力的,举例来说,如果我们的太阳突然变成了黑洞,那么整个太阳系虽然会变得一片漆黑,但由于黑洞的质量仍然产生了和太阳相当的引力,所以太阳系的行星和卫星们的轨道,并不会因为太阳变成黑洞而改变。

我们只希望天文学家能尽早查清地球周围的黑洞,否则未来有一天如果流浪黑洞进入太阳系内的话,一切就都来不及了。

来源:宇宙观察记录

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