03.03 超大質量黑洞會吞噬宇宙嗎?

婷子43127


像我們一樣,宇宙中的星系也會長大。年輕的時候,它們非常活躍,快速地用塵埃雲製造出新的恆星。年老的時候,造星速度會慢下來,最終停止,不再有新的恆星誕生。星系變得相對平靜。

天文學家早就試圖弄清楚到底是什麼原因導致星系停止造星,這種現象被稱為“熄火”。大多數的模擬實驗顯示,超大質量黑洞(大多數星系中央的神秘天體)必然在其中發揮了重要作用。黑洞以某種方式促成了熄火,只有這樣天文學家才能解釋他們通過太空望遠鏡在星系中看到的景象。

黑洞不挑食。它們會吞噬進入其引力範圍的任何物質,不管是宇宙塵埃還是恆星。它們進食的時候,被吞噬的物質會變熱,發出亮光。科學家給黑洞生命週期的這個階段起了一個名字,非常有《星際迷航》的風格,叫做“活躍星系核”,縮寫為AGN。科學家認為,AGN會釋放出一束能量,加熱星系中的氣體,防止氣體冷卻凝結成新的恆星。最終,這個過程阻止了任何新的恆星形成。

但科學家尚未找到這方面的觀測證據。“科學界很早以前就試圖弄明白黑洞和恆星形成之間的關係,”加州大學聖克魯茲分校博士後研究員伊格納西奧·馬丁-納瓦羅(Ignacio Martín-Navarro)說。

為了弄清其中的關係,納瓦羅和同事最近分析了大型星系和位於其中央的超大質量黑洞。他們發現,黑洞確實促成了星系的熄火,黑洞的質量影響著熄火發生的速度。

與黑洞質量較小的星系相比,黑洞質量較大的星系會更早更快地熄火。在宇宙誕生早期,黑洞較大的星系最初比黑洞較小的星系擁有更快的造星速度,但黑洞較小的星系會在更長的時間內不斷造星,可能是因為它們的黑洞不夠強大,無法消除形成恆星的氣體和塵埃。因此,黑洞較小的星系往往擁有更年輕的恆星群。

這一發現發表在《自然》雜誌上。納瓦羅和同事研究了樣本星系發出的光,他們把光分成不同的波長,這是天體物理學常用的一種方法,能揭示天體的重要屬性,比如恆星的年齡。這使他們可以追溯每個星系的造星曆史,然後把這些信息與星系中央黑洞的質量進行比對。黑洞的質量代表了向星系釋放的能量大小。黑洞的質量越大,釋放的能量就越多,星系熄火的速度就越快。

這一發現並未解決所有謎題。科學家仍然不知道,一個大快朵頤的飢餓黑洞如何釋放出遏制恆星形成的能量,這個過程被稱為反饋。紐約哥倫比亞天體生物學中心主任凱萊布·沙夫(Caleb Scharf)說,新研究“似乎很好地說明了黑洞反饋的效果,但在熄火過程究竟如何發生的問題上,沒有填補我們所有的知識空白”。

“黑洞質量和恆星形成之間的關係是一個困擾了我們十多年的問題,因此在解釋這一現象方面取得的任何進展都極受歡迎,”沙夫說。

納瓦羅說,其他研究試圖找到恆星形成和AGN亮度之間的關係,但成果寥寥,可能是因為恆星形成發生的時間長於AGN爆發的時間。AGN的爆發可以開啟和關閉。“很難在不同的時間尺度下進行比較,”納瓦羅說。

納瓦羅說,超大質量黑洞是太陽質量的100多萬倍,但與它們所在的星系相比,它們其實很小。儘管個頭“小”,但黑洞卻對星系的生長和演化有著巨大影響,就好像人體內的一個細胞決定了整個生命的方向。這正是最令納瓦羅著迷的地方:如此之小的東西居然能決定如此之大的東西的未來。


翻譯:于波

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我這裡先指出黑洞相關的最新知識。

2015年3月1日,北京大學吳學兵教授等人在一個發光類星體裡發現了一片質量為太陽120億倍的黑洞,並且該星體早在宇宙形成的早期就已經存在。科學家稱,如此巨大的黑洞的形成無法用現有黑洞理論解釋。

如此巨大的黑洞,已經被發現,是太陽的120億倍!而在銀河系的中央潛伏的黑洞只比太陽大20倍-500萬倍。兩相對比,徹底顛覆了我們的“宇宙觀”。

既然超級大質量大的黑洞已被發現,那麼還有沒有更大質量的黑洞呢?當然有!

更誇張的是,科學家發現編號為S5 0014+81的黑洞,質量相當於太陽的400億倍,比先前發現的同時期黑洞的總和還大出一倍。這個黑洞圖像來幫助你的想象,中間白點為太陽系。

按照超大宇宙星系空間尺度,大膽猜測有比以上超級黑洞還要超級的存在。或許由於我們探測技術有限,無法探測到更遙遠的星系,但是超級大質量的黑洞是客觀存在的。我們為什麼沒有理由相信,宇宙存在像“奇點”那樣的黑洞存在呢?

宇宙誕生源於奇點爆炸,難道宇宙毀滅就不能是奇點吞噬麼?


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理論上會,按照熵寂理論,宇宙最終連黑洞都沒有。黑洞在統治宇宙之後,宇宙中幾乎又沒有光了,只能等黑洞全部蒸發,最終宇宙變成一片死寂。這個理論也是計算機模擬的多種結果中的一種,比如一種稱為磁模擬的技術就比較有趣,磁模擬由於可以代入諸多控制因子而變得很有趣,施加在宇宙氣體上的磁壓力有時可以與熱壓力(溫壓)相提並論,如果忽略了,就會出現不同的效果,最終使結果出錯。

研究者們重做了整個模擬來獲得了更精確的磁場數據,提升模擬準確性,科學家發現在理解黑洞物理方面其實也可以進行模擬。基於現代天文觀測得到的結論,我們已經知道超大質量黑洞用大量能量推動宇宙氣體,並從星系簇中把氣體吹出來。這樣可以暫停最大星系內的恆星形成,並且為它們能達到的最大數量設定上限。可以認為黑洞控制了星系內恆星的誕生速率,在以前的模擬中,研究者注意到,黑洞在進行能量傳送過程的同時,不能完全停止恆星形成。

這顯然是前後矛盾的地方,通過這樣的模擬科學家修正了黑洞物理學,這也暗示黑洞更傾向於是宇宙秩序的破壞者。當然,我們在得出結論的時候需要在數據和觀測之間尋求更好的統一性。雖然現代超級計算機已經能使模擬大部分宇宙現象,比如超大質量黑洞,但還是有許多提升空間。


太空伊卡洛斯


最大的黑洞比它們的星系長得更快。


所謂的超大質量黑洞比天文學家單獨計算出的黑洞要大。超大質量黑洞是在大星系中心發現的巨大的重力阱。


不過,沒有壓力:黑洞通常不再生長,也無法吃掉宿主星系的晚餐。


黑洞比整個銀河系都小,所以我們非常安全!


星系越大,黑洞的生長速度就越快。如果這些中心黑洞的生長速度與它們所居住的星系相同,那麼超大質量黑洞的質量大約是預期的10倍。



天文學家對黑洞和它們的星系之間的關係很感興趣,主要有兩個原因。首先,如果他們能計算出一個基於另一個的大小,他們就能確定一個超大質量黑洞的質量,即使他們不能直接測量它。第二,兩者之間任何恆定的關係都有助於解釋控制星系形成的規律。


在本月發表在《皇家天文學會月報》上的第一項研究中,使用了來自大天文臺的3萬多個星系的數據。這項天文觀測結合了哈勃太空望遠鏡、錢德拉x射線天文臺和斯皮策太空望遠鏡的觀測數據,以及來自宇宙演化調查(COSMOS)的50萬多個星系,這些星系都使用了太空和地面望遠鏡來探索宇宙。這些星系距離地球約43億到122億光年。


研究小組發現,星系越大,黑洞的生長速率與恆星的生長速率之間的比值越大。一個包含1000億個地球太陽的恆星的星系(一種稱為太陽質量的測量)擁有10倍的星系與100億太陽的恆星的比值。


大星系比小星系更能有效地養活黑洞。所以,那些大的星系最終會有很大的黑洞。然而,黑洞是否會影響星系的形成仍然是個未解之謎。


同樣的研究發現,銀河系越大,其與黑洞的關係就越奇怪。


這項研究由西班牙巴塞羅那空間科學研究所的天體物理學家Mar Mezcua領導,重點研究了距離地球35億光年的72個星系。這些星系都是“最明亮的星系團”,這個術語指的是附近宇宙中最大最明亮的星系。使用來自錢德拉x射線天文臺的x射線和無線電波數據,澳大利亞望遠鏡陣列緊湊,卡爾·g .央斯基非常大的數組和數組甚長基線,研究人員比較了超大質量黑洞的質量估計用傳統的方法,認為黑洞和星系或多或少以同樣的速度增長。


研究小組發現,他們的研究中發現的黑洞比傳統方法預測的要大10倍。事實上,許多人不僅擁有超大質量的黑洞,而且在數十億倍的太陽質量下,也有超質量的黑洞,而這些黑洞的質量可能高達地球太陽質量的400億倍。


研究人員稱,此前沒有人知道,最亮的星系團能夠承載如此巨大的黑洞。他們寫道,黑洞可以有兩種形式形成。一種可能性是,黑洞先長,後星系長。另一種可能性是,這些黑洞是“種子”黑洞的後代,這些黑洞是在星系更年輕、更有生產力的恆星形成時形成的。但底線是黑洞和它們的星系並不總是以匹配的方式生長。


大禹科普


答案肯定是會的。

前提是當引力戰勝膨脹,宇宙開始收縮。此時此刻宇宙的所有星系和物質將逐漸靠攏。

然後宇宙中的黑洞會吸收宇宙中的塵埃,氣體,微粒,並噴發出大量的宇宙射線和能量,宇宙的溫度會持續升高。



最近宇宙會收縮到相對於現在的宇宙來說非常小的尺度。那時候別說生物,就連最基本都氫原子核都無法形成。宇宙的溫度會達到3x10^10℃以上,任何原子核都無法形成。

當宇宙收拾到這個程度時候,宇宙中的各個黑洞早在之前就已經開始相互吞噬。最後宇宙中只會存在最大的那一個黑洞。


然後宇宙(這個黑洞)密度變得無限大,體積無限小,質量無限大。宇宙大爆炸將會再次開始。(以上僅僅是個人觀點,存在可行性概率。非權威解釋,只是一種可能。)


物之理道之極


黑洞的引力來之於能量場,自然是先有物質後有黑洞,它對於維護一個星系的平行起著非常重要的重用。所以說,黑洞與星系之間應該是相互支撐的關係。黑洞最初是由一個大質量的死亡恆星塌縮演變而來的,吸入的物質越多,能量就越大,黑洞的質量相當於周邊一切物質的總和。黑洞能夠吞噬宇宙中所有的物質,最後會不會吞噬整個宇宙?現在的宇宙,各大星系都各自保持平行,沒有單獨跳槽的黑洞,離開它的星系出來吞噬宇宙。星系在宇宙膨脹的過程中,空間的拉伸使兩個物體有可能碰撞,兩個星系或多個星系的合併,會形成一個超級黑洞,這個超級黑洞一直也離不開它的大星系,宇宙空間仍然繼續膨脹,各大星系仍然存在有碰撞合併的機會,最後來個珠連壁合,更超級的黑洞將所有的星系物質都壓縮成了反粒子,一切物質在黑洞的重力場中蒸發,宇宙將面臨坍塌的危機,變得像氣囊一樣收縮,成了真正意義上的時空倒流,一切回到原來的奇點上,在高溫高壓下醞釀著下一次的宇宙大爆炸。這個過程,不是黑洞直接吃掉宇宙,而是把所有的物質都吸空了,沒有能量撐起來的宇宙,變成了一個空殼子坍塌是必然的。當然,宇宙的演變是一個亙古漫長的過程,是在幾萬億年以後的事情。


自然風161212381


首先,你說的超大質量是指的多大,而且在你問出這個問題時候我覺得你可能對“黑洞”這倆字存在什麼誤解,很多人認為黑洞是個洞,其實黑洞只是一個星體,因為巨大的引力使得任何靠近他的物質都會被他引力所吸引,連光都不例外,其實原因主要是初速度再大也不會逃脫黑洞的引力,但是這就意味著如果被黑洞吞噬就從世間消失了麼?不會的,黑洞在吞噬物質時候會往外進行輻射,就是黑洞不是隻“吃”不“拉”,而且你說的吞噬宇宙這一點讓我很費解,你說的吞噬宇宙指的是什麼?吞噬空間還是吞噬全宇宙所有的物質?吞噬空間的話我明確告訴你不可能,吞噬全宇宙的物質的話,emmmm我告訴你,宇宙是不斷膨脹的,所以導致了宇宙中兩個不同的物質會隨著距離的增加而加速遠離,這就是紅移現象,而遠到一定程度,那麼相對速度會達到光速,而引力波的傳輸速度也只是光速,請問,你如何吸引他?當然,我想表達的只是你所說的不切實際,不要胡思亂想了,至少現在宇宙還是安全噠


用戶74737829696


首先,要知道黑洞不是“怪獸”,也不是宇宙之外的任何東西,它是我們所在宇宙的一部分。不管是黑洞視界內外,都屬於同一個宇宙。黑洞只是我們所在宇宙中一個“特性化”的結構。打個比方,其差別就好像我們人類中有不同的膚色一樣。黑洞只是因其特性感覺“黑”,人類還不太瞭解它,所以感到恐懼。這是人類正常的自我保護意識在起作用的緣故。其實,完全不必談“黑”色變,什麼黑洞“吞噬”都是些自我恐嚇。靠近黑洞的位置與遠離黑洞位置,本質上沒有什麼差別,根本不存在“吞噬”的概念。

其實,就已知的一些信息,我更傾向於黑洞只是我們所在宇宙空間上的一個自由度,也就是一個區別於我們熟知的三維的第四個空間維度。在這個維度上,我們的三維空間在做整體的放縮。這種整體空間維度的放縮,對於三維世界是沒有感知的。所以,所謂超大黑洞是在空間維度比例不同下的錯覺,黑洞的“吞噬”也是一種空間錯覺。

因此,完全沒有必要為宇宙中存在黑洞而擔心,宇宙原本就是這樣。


笑看風起雲湧花謝花開


現在推測是 宇宙中各個星系普遍都存在黑洞。還有一種說法 是無限的黑洞就是宇宙本身。

黑洞無時不刻在吞噬他附近的一切物質,當然這種吞噬是漫長的。

黑洞就像一個無底深淵,物質一旦進去,就再也出不來。還有一種猜想宇宙中會不會存在一個,和黑洞相反的白洞。物質只能出來 而不能進入。

對於黑洞之間是否能夠將宇宙中所有的天體吞噬掉的問題,認為不可能發生的理由;

1 觀察到 在太陽系邊緣地區存在一個白洞,周邊星際的物質,可能是黑洞吸進去,再由白洞吐出來的。

2 宇宙中構成物質的基礎是 原子 分子 ,而原子 分子 也在不停的分裂 爆炸,產生著新的物質。

3 黑洞的吸力 也是有限制的,如果他不停地吸進去,其體積也會增大,隨著體積增大,吸力減小,形成一種平衡。

當然根據現在我們所掌握的知識,認為黑洞能吞噬宇宙,和不能吞噬宇宙。都建立在推測上。

畢竟我們隊宇宙的瞭解還是太少了。只能根據現有的理論基礎來做出現有的解釋。


跟著感覺胡亂撞


關於超大質量黑洞,一般是指超過太陽質量的100萬倍以上的黑洞。不知道你所說的超大質量黑洞是一個什麼概念。目前人類所理解的宇宙由時間、空間、及物質構成。黑洞的強引力能夠吸入任何物質,還能扭曲空間,但是黑洞永遠只是存在於宇宙空間中的一種特殊天體。


根據科學推算,終有一天人類肉眼所見宇宙間的一切物質都會被黑洞所吞噬,然後轉換為純能量,直至黑洞消亡。即便是這樣,宇宙仍然存在,因為黑洞是宇宙中的一部分。

舉個不是很恰當的例子:如同地球上的水,水有可能把地球吞沒,即便水覆蓋了地球表面,地球仍然是地球,又或者地球上的水全部蒸發了,地球依舊是地球。還有一種概念,人嚥下去的口水可以將螞蟻淹死,但是永遠不可能將自己淹死。


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