你知道黑洞嗎？黑洞是如何形成的？

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黑洞有一些內在的迷人之處，也許是因為黑洞是潛伏在太空中看不見的野獸，有時會把經過的星星撕碎，然後把它們的殘骸弄散。無論如何，這些奇怪的宇宙物體繼續吸引著科學家和普通人。但是黑洞從何而來呢？它們是如何形成的？是什麼賦予了它們如此可怕的破壞力？(霍金關於黑洞最遙遠的想法)在回答這個問題之前，我們不得不問一個更基本的問題：黑洞到底是什麼？

博科園-科學科普：新澤西州普林斯頓大學的天體物理學家Neta Bahcall在Live Science上說：基本上，它是一個物體或空間中的一個點，那裡的引力非常強，任何東西都無法逃脫，甚至光波也被吸進去，這就是黑洞之所以是「黑」的原因。這些奇形怪狀的物體像鳳凰一樣從死星的灰燼中冒出來。當大質量恆星到達生命終點時，它們聚變形成的氫氣幾乎耗盡。因此這些巨大的恆星開始燃燒氦，將剩餘的原子融合成更重的元素，直到鐵為止。

澳大利亞天體物理學和超級計算中心的史文朋理工大學(Swinburne University of Technology)表示，鐵的聚變不再提供足夠的能量支撐恆星的外層。這些頂層向內坍縮，然後爆炸，形成一個強大而明亮的爆炸，被稱為超新星。然而這顆恆星的一小部分還留在後面。阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論預測，如果這顆殘骸的質量是太陽的三倍，那麼這顆殘骸恆星的強大引力將會壓倒一切，由它構成的物質將被粉碎到一個無限小的點，密度無限。已知的物理定律實際上無法處理這種令人費解的無窮大。

超大質量黑洞以球形的形式向外噴射，就像這個對黑洞的藝術構想所描繪的那樣。圖片：NASA/JPL-Caltech

在某種程度上，它們會崩潰，目前並不知道會發生什麼。如果這顆恆星的痕迹是單獨存在的，那麼黑洞一般就會呆在那裡不做什麼。但是，如果氣體和塵埃環繞在物體周圍，這些物質就會被吸入黑洞的胃中，當氣體和塵埃升溫時，就會產生明亮的光脈衝，就像水進入排水溝一樣旋轉。黑洞會把這些質量物質吸收到它自己的物質中，讓物體生長。如果兩個黑洞相遇，每個黑洞的強大引力會相互吸引，它們會越來越近，相互圍繞對方旋轉。集體質量會震動附近的時空結構，發出引力波。

2015年天文學家通過激光干涉引力波天文台(LIGO)發現了這種引力波。這是我們第一次真正看到黑洞並確認它們的存在，結果也很好地證實了愛因斯坦的預測方程。科學家們之前已經發現了黑洞存在的間接證據，目睹了銀河系中心的恆星圍繞著一個巨大而看不見的物體旋轉。這種超大質量黑洞的質量是太陽的數十億倍，這是一個懸而未決的問題。研究人員認為，這些超大質量黑洞曾經比現在小得多，在我們的宇宙早期，它們形成的黑洞體積更小。

隨著宇宙時間的推移，這些物體吸收了氣體和塵埃並彼此融合成長，最終成為巨大的怪物，但很多細節仍不清楚。天文學家已經觀測到了被稱為類星體的天體，它們發出的光比數千個星系的總和還要亮，而且被認為是由吞噬物質的超大質量黑洞提供能量的。類星體的歷史可以追溯到大爆炸後的第一個十億年，那時我們的宇宙形成了，這讓科學家們對如此巨大的物體是如何如此迅速地形成感到困惑，這確實凸顯了問題的複雜性，也增加了問題的複雜性。未來的科學探索之路還很長，也許還要數代人的努力才能最終探索出個所以然來！

博科園-科學科普｜文：Adam Mann/Live Science

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