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大质量的黑洞密度大还是小质量的黑洞密度大？
黑洞,银河系,星系大质量的黑洞密度大还是小质量的黑洞密度大？
发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
大质量的黑洞密度大还是小质量的黑洞密度大？
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
黑洞诞生于垂死的恒星，而大多数黑洞的直径只有30公里，科学家们发现有些黑洞更为庞大，它们叫做“超大质量黑洞”。与整个太阳系的大小相当，甚至其中之一就潜伏在银河系的中心，我们的太阳系位于银河系之中，银河系由包括太阳在内的数10亿恒星构成，所有恒星都围绕着银河系中心的一片神秘区域旋转。
银河系中心是“超大质量黑洞”
位于夏威夷·莫纳克亚山的“凯克望远镜”，能够观测到银河系的中心，科学家用红外望远镜观测银河系，他们发现了一个拥有数百万成员的高密度恒星群，15年间“凯克望远镜”拍摄到的数千张照片，可以追踪到银河系中心的恒星，图片揭开惊人的事实，银河系中心的恒星以数百万公里的时速高速移动。
图解：“凯克望远镜”15年对银河系中心拥有数百万成员的高密度恒星群的影像追踪
它们看起来就像绕着隐形太阳高速旋转的微小行星，但是它们并非行星，而是恒星。一定有非同寻常的引力牵引，这些巨星沿着如此靠近中心的轨道高速转动，宇宙中只有一种物体具有如此大的牵引力，那就是“超大质量黑洞”。在银河系的中心存在一个，质量为太阳400万倍的黑洞。
这是一个重大的发现，银河系中的万物，包括我们的太阳都在围绕着一个“超大质量黑洞”运行，但是黑洞并非只存在于银河系中，宇宙中很多星系的中心都存在超大质量黑洞。仙女星系是离我们最近的邻居，它绕着一个比太阳重1.4亿倍的黑洞旋转，“M87”星系中心的黑洞，是太阳重量的200亿倍。
图解：“M87”星系团中心黑洞
黑洞是怎样变得如此巨大？它们又是为何存在于银河系中呢？
宇宙刚刚诞生的时候，那时候宇宙充斥着大爆炸残留的气体云，一些地方拥有浓稠的星际气体，从而形成了数百万颗恒星，最初的恒星中多数都是“超大质量恒星”，它们温度极高，燃烧速度也快，它们在爆炸后产生了大量的黑洞， 引力将许多黑洞牵引到了一起，在早期宇宙中它们相互合并，形成更大的黑洞，数亿年间黑洞不断增长，产生更大的引力，拖入越来越多的星际气体，新的恒星从气体中诞生，形成了原始的星系，黑洞不断吸入气体，直到吞不下任何东西，直至宇宙中最强大的能量喷发。
一个年轻的星系就是由气体中，诞生的恒星构成的星团，新的星系中心存在一个年轻的“超大质量黑洞”，通过吞噬气体而不断成长，当星系很年轻正在成形之时，中心形成了一个超大质量的黑洞，而气体不断坠落其中，继续形成星系，在中心黑洞附近，物体变得非常炙热，物质不断升温度，气体飞速进入黑洞，但是黑洞变得过于饱和，不再有空间，可供多余的炙热气体进入，无法进入的气体被黑洞吐出，喷入太空形成巨大的能量流，每束能量流都比我们的太阳系宽20倍，它们在银河系中一路飞驰，所向披靡，这个超大质量黑洞点燃了一个“类星体”。
“类星体”是宇宙中最亮的物体，它们的亮度很高，令整个星系黯然失色
“M87星系”中的类星体喷发的照片，说明这次的喷发是十分猛烈的，它距离地球5000万光年。类星体从所在星系喷出大量星际气体，每分钟喷出的气体总量相当于10个地球，气体受热膨胀向外扩散，规模很巨大，产生了“黑洞风”，也就是从黑洞喷出的气体。
黑洞吸入气体，“类星体”将气体喷出，最终宇宙中没有多余的气体来制造恒星，氢气也就停止了成长。星系最终的规模取决于其中心的黑洞，二者休戚相关。失去了气体原料，类星体逐渐萎缩并消失了，星系中心只剩下一个超大质量黑洞和许多年轻的恒星，银河系年轻的时候就是这样。
在银河系早期，当它还是个年轻星系的时候，银河系中心的超大质量黑洞就是一颗类星体，但现在银河系成长起来了，整个星系安静下来了。
如今天文学家正在寻找类星体，找到黑洞弄清其运转方式的重要线索，“钱德拉太空望远镜”可以探测到类星体发出的“x射线”，它已经找到了数千个类星体，各种形状的类型体，像太空喷发射线的景象，每个类星体都是年轻星系的雏形，并且在它们中心都存在一个新生的黑洞。
超大质量黑洞的“事件视界”
超大质量黑洞和类星体制造了星系并控制着整个星系，黑洞对于理解星系的形成极为重要，是了解星系演化史的关键，进一步了解黑洞的唯一办法，就是更加细致的观察它，因此天文学家们试图采取新的方法，拍摄银河系中心的黑洞，为此他们需要一台像地球一样大的望远镜。
银河系的中心存在一个超大质量黑洞，它藏身于围绕银河系中心旋转的星团之中，多数星系中心都隐藏着一个超大质量黑洞，它们确实存在，因为绕其转动的恒星速度高达每小时数百万公里，还是有可能对黑洞边缘也就是“事件视界”进行拍照。在黑洞旋转的气体云中， 寻找黑洞的影子或者大致形状，光学望远镜不能直接观测到黑洞，但是黑洞周围的发光炽热气体会发射出无线电波，大型无线电望远镜能够接收到这些来自太空的信号。
位于波士顿附近麻省理工学院的天文望远镜，足有30米宽，足够探测到银河系黑洞，从25000光年之外发射的非常微弱的无线电辐射，但这架望远镜规模太小无法成像。
从夏威夷到智利再到非洲多尔曼的团队，将全球的无线电望远镜连接起来，研究人员有了一个直径超过16000公里的虚拟圆盘，观测能力是单个望远镜的500倍，虚拟望远镜足够强大，可以拍摄到银河系中心，超大质量黑洞的“事件视界”，收集到了从银河系黑暗中心发来的信号，不断加强望远镜的全球联网，就会改善图像的质量，黑洞的轮廓将最终显现出来，2019年首张黑洞照片横空出世了。
图解:史上第一张黑洞图片来自“M87”星系
结语
在遥远的未来，我们或许可以掌握进入和穿越黑洞的技术，甚至可以在穿越黑洞的旅程中幸存下来，黑洞可能是通向其它宇宙的通道，在黑洞的另一端可能也发生过大爆炸，如果大爆炸就是黑洞的反面，似乎就解释了宇宙诞生的奥秘。
回答于 2019-09-11 08:43:50
很好的问题。
黑洞的质量正比于它的面积，而面积正比于半径的平方。所以，黑洞的质量正比于半径的平方。
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