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近日，黑洞又一次出现在我们视野中，引起了大家的高度关注，并迅速刷上热搜榜。
据美国《新闻周刊》杂志8月6日报道，科学家在距离地球7亿光年的霍尔姆15A星系团中，发现了一个质量为太阳400亿倍的超大黑洞！新发现的黑洞将是这一半径约为10亿光年的区域中最大的超大质量黑洞。
什么？！400亿倍太阳质量？这是怎样恐怖的一种存在？地球还安全吗？
在微博上掀起热议相信有不少朋友都会有上面的这些疑问。下面圆爸爸就带大家一起探索恐怖的黑洞，揭开它神秘的面纱！
黑洞是什么？
黑洞是广义相对论中预言的一种宇宙天体。它的引力非常巨大，在中心存在着一个密度无限大，体积无限小，时空曲率无限高，热量无限大的奇点。
黑洞想象图奇点周围存在一个界面，我们称之为视界（史瓦西半径），物质一旦进入这个界面，由于受到黑洞强大引力的吸引，它们再也没有办法逃脱其束缚，即使是光也不例外！没有光能透出来，所以我们说黑洞很黑。
史瓦西半径计算公式但同时黑洞也很亮。为什么呢？因为物质在受到黑洞强烈的引力下落时，会在其周围形成吸积盘并盘旋下降，在这一过程中势能迅速释放，将物质加热到极高的温度，从而发出强烈辐射。所以我们说黑洞周围很亮。
黑洞吸积盘十分明亮
科学家可以通过观测吸积盘的动态来间接推测黑洞的存在，以及测量其对应的一些性质。
就在今年的4月10日，科学家公布了人类史上第一张黑洞照片。利用“事件视界望远镜”，我们成功拍摄到了距离地球5500万光年的室女座A星系（M87）中心的黑洞照片。这正式证实了黑洞的存在，同时也验证了爱因斯坦的广义相对论的预言！
人类史上第一张黑洞照片从黑洞照片中还可以看到，光环的亮度不是均匀的，而是南边的亮度要比北边的更高，这个现象与多普勒效应有关，而造成这种效应的原因是黑洞存在自旋。这与爱因斯坦100多年前提出的理论完美契合。是的，这一次他又对了！
嘿，这次我又对了对我们有影响吗？
回到本文最初的问题。这次发现的超大质量黑洞对我们有影响吗？
首先，不可否认的是，这个黑洞的质量真的十分巨大！在我们银河系中心人马座A*的黑洞质量也不过是太阳质量的460万倍左右！史瓦希半径约为1270万千米。
银河系中心黑洞质量为太阳质量的460万倍而这次发现的这颗超大黑洞，质量为太阳的400亿倍，史瓦西半径长达1181亿公里，大概就是4.38光天的距离。如果大家对这个还没有一个概念，那我们可以看看下面这个恒星对比图。
目前人类已知的最大的恒星为盾牌座UY，它的直径也只为23.76亿公里。跟这个超大质量黑洞的史瓦西半径相比，也是微不足道的。
这就意味着，在半径长达1181亿公里范围内的一切物质，都不能逃脱它的魔掌！
这看起来很恐怖，但其实它又没那么恐怖。因为它离地球太远了，足足有7亿光年！即使引力再大，影响范围也不足以波及到地球。银河系的运转速度远超其所需的逃逸速度！
计算黑洞逃逸速度公式
此外，圆爸爸在这里插一句，最近新闻报道的这个黑洞还并不是最大质量的黑洞。人类已知的最大质量黑洞是距离地球35亿光年的SDSS J140821.67+025733.2，其质量达到太阳质量的1960亿倍！
最大质量黑洞位于OJ287类星体中心位置
黑洞的成因
那这些恐怖的黑洞，是如何形成的呢？
这要从恒星的结局说起。
我们目前的理论认为，部分黑洞的成因是由于恒星死亡而形成的，但并不是每个恒星后面都能演化成黑洞，这主要还得取决于恒星的质量。只有质量足够大，才能发展为黑洞。例如我们熟悉的太阳，它质量不足，后面是不能成为黑洞的。
我们熟悉的太阳并不能形成黑洞当恒星走向死亡，内部的热核反应会趋于结束。没有了热核反应的能量，恒星会因为自身引力而发生坍缩，如果恒星质量不大，发展到最后，电子的简并压力足以抗衡引力，形成平衡状态，恒星也变成了一颗致密的白矮星。
白矮星想象图当恒星质量超过1.44倍太阳质量的时候，也就是我们所说的钱德拉塞卡极限，恒星内部巨大的引力将克服电子的简并压力而继续坍缩，将原子压碎，把电子挤进质子，形成一个中子组成的球，当中子也紧挨在一起时，中子简并压力阻止了恒星的继续坍缩，即形成了中子星。
中子星效果图当恒星的质量超过太阳质量3.2倍的时候，中子简并压力也无法抵御强大的引力，星体将继续坍缩，并且在中子简并压力之后已经没有任何力量可以阻挡坍缩，星体将一直坍缩下去，挤碎一切微观结构，形成一个无限小的质点，就是奇点。而周围的引力也会变得异常巨大，时空严重扭曲，形成黑洞！
着名的天体物理学家钱德拉塞卡
这就是黑洞的成因！
当然，根据理论预测，宇宙中也可能存在一些小型原初黑洞，它们是宇宙大爆炸初期的产物，跟我们目前了解到的黑洞成因不同，这里不作详细介绍了，有兴趣的朋友可以联系圆爸爸一起探讨喔！
理论认为宇宙中存在大量原初黑洞
吸进黑洞的物质去哪了？
相信不少朋友都会有这个疑问。黑洞真的只吞不吐吗？根据目前的理论，对于进入黑洞内的物质去向，主要有这几种猜测。
以未知形式存在于黑洞内部这个是物质被黑洞吞噬以后最普遍的去向。由于受到黑洞内部巨大的引力的影响，物质被无情地撕碎，连原子甚至夸克都不能幸免，最后以一种未知的形态存在于黑洞内部。这种形态比夸克还小,像能量一样不占空间,然后融入奇点之中,成为黑洞的一部分。但这些物质是有质量的，黑洞通过吞噬星系而使自身的质量不断增加，视界也因而在不断扩大。
以未知物质形态存在于黑洞当中白洞白洞是广义相对论预言的一种性质与黑洞完全相反的天体。它是宇宙中的喷射源，可以向外部区域提供物质和能量，但不能吸收外部区域的任何物质和辐射，所以白洞是一个只发射、不吸收的特殊宇宙天体，与黑洞正好相反。
白洞想象图有些科学家认为，白洞其实就是黑洞的反演，而黑洞与白洞之间有三维以上的一个通道，物质从黑洞里面进去，从白洞里面出来，因为这些物质从黑洞那边被吸进去时有很大的速度，所以从白洞里喷发出来也有很大的速度，但是他们的速度一般相等。黑洞作为事物的一个发展终极，必然引致另一个终极，就是白洞。
黑洞与白洞会通过虫洞连接吗？
有科学家认为类星体就是白洞，但迄今为止还是没有找到白洞存在的确凿证据。
霍金辐射这是着名物理学家霍金教授于1974年提出来的理论。该理论以量子效应为基础，推导出黑洞会散发出一种热辐射，使到黑洞的质量减少，最后导致蒸发。
着名物理学家霍金根据量子力学理论，当空间趋向绝对真空的过程中会产生虚粒子对，两个粒子对撞后又会消失，这样即不会违反量子力学，也不会违反物质守恒。
真空中的量子涨落现象当这种量子现象发生在黑洞的视界边缘，视界之外的虚粒子因为在视界之外，所以可以被观测到，从而变为实粒子，而视界之内的虚粒子因为在视界之内，所以会被黑洞吞噬，不会被观察到。因为视界之外的粒子是带有质量的真实粒子，由质量和能量守恒定律，视界之内被黑洞吞噬的粒子有负质量，所以黑洞的质量会因为这样的作用而减少。
霍金辐射图解从外界看来，黑洞好像在慢慢蒸发。黑洞越小，蒸发速度越快，直到黑洞完全的蒸发。
然而，霍金辐射至今还没有被实际观察到存在。而且蒸发的速度也极其缓慢。
黑洞喷流最后在这里要澄清一个概念。我们在很多的巨型黑洞中都能发现其两极附近能产生巨大的喷流，其速度甚至能达到光速附近。对于这种喷流，可能有不少朋友会产生疑惑，不是说黑洞只进不出，吞噬一切，连光都逃不出来，为什么会有喷流从里面喷出来呢？
黑洞两极会出现巨大的喷流其实黑洞的物质喷流并不是自黑洞里边喷出来的，而是从外部产生的。其实，黑洞可以吞噬的物质是有限的，还有相当一部分物质在进入视界之前，会通过其他形式例如喷流，而逃逸出来。尽管目前对于黑洞喷流产生的机制还不是十分了解，但它不是从黑洞内部喷射出来的。
哈勃望远镜拍摄到的巨大喷流黑洞的归宿
在上文中，我们了解到了黑洞是怎么来的，那黑洞又要到哪里去呢？他的宿命是怎样的，会寿终正寝吗？
目前比较普遍的一种理论认为，黑洞会自己慢慢的蒸发，也就是上文提到过的霍金辐射。当黑洞把周围的物质都吞噬殆尽以后，它的质量将不再能增加，但同时因为霍金辐射的存在，它会逐渐的损失质量。
黑洞蒸发想象图但是，黑洞的质量越大，辐射就越小，也就是说它蒸发的速度就越慢，甚至可以比宇宙的年龄还要长，从这个角度来说，黑洞可以算是活到天荒地老了。
目前公认的宇宙年龄大概为138亿年如果真的有那么一天，当黑洞的质量被蒸发了很大的一部分，它开始变得越来越小，蒸发的速度也会越来越快，中心温度也会越来越高，整个黑洞变得越来越热，最后会发生爆炸然后消失在宇宙当中。
科学家称观测到黑洞爆炸这就是目前主流理论认为的黑洞归宿。
当然，对于黑洞的最终结局，还有其他不少大胆猜测，有人甚至说当黑洞吞噬了足够多的物质以后，中心奇点温度极高，极不稳定，然后会产生大爆炸诞生新的宇宙。当然，这充其量只能算是大胆的猜测而已，还没有得到理论支持。
黑洞会产生新的宇宙吗？写在最后
相信大家看完今天圆爸爸的这篇文章以后，对黑洞都能有一个大概的认识了。
在这里顺带跟大家提一下，根据科学家发现，离地球最近的黑洞位于人马座，距离地球大约为1600光年，它跟编号为V4641SGR的一颗普通恒星组成一个双星系统。当然，这个黑洞规模不大而且离地球也足够远，不会对地球产生任何影响。所以大家不用担心自己会被黑洞吞噬这个问题了！
不用担心地球会被黑洞吞没
以上是今天的内容。如有更多问题，请扫描下方二维码关注公众号，与圆爸爸沟通交流喔！我们下期再会！
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震惊！400亿倍太阳质量！超大质量黑洞被发现！它会吞噬地球吗？究竟是怎样一种恐怖的存在？
