黑洞是宇宙中最為詭異的存在，它們往往體積不大，但質(zhì)量卻高的驚人。
近日，英國(guó)杜倫大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極端質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量相當(dāng)于300多億個(gè)太陽(yáng)。我們都知道，黑洞并不是一個(gè)真的洞，它的本質(zhì)上還是一個(gè)天體，只不過(guò)它的內(nèi)部存在著一個(gè)奇點(diǎn)。這個(gè)奇點(diǎn)的體積無(wú)限小，然而密度卻無(wú)限大，從某種程度上來(lái)看，我們可以認(rèn)為整個(gè)黑洞的質(zhì)量都集中在這個(gè)奇點(diǎn)上。
點(diǎn)沒(méi)有長(zhǎng)度和寬度，也沒(méi)有高度，因此它屬于0維。在這樣的超大質(zhì)量黑洞中，近300億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量集中在這一個(gè)點(diǎn)上。如果在過(guò)去的時(shí)間里，這個(gè)黑洞吞噬過(guò)300億個(gè)像太陽(yáng)一樣的恒星，那么從人類(lèi)的視角來(lái)看，這些恒星似乎都被黑洞進(jìn)行了“0維打擊”。
當(dāng)然，我們能夠觀(guān)察到的黑洞都還屬于三維物體，因?yàn)槲覀兩钤谝粋�(gè)三維的宇宙中。黑洞的周?chē)目臻g，那片連光也無(wú)法逃脫的空間，實(shí)際上就是零維的點(diǎn)在三維空間的投影。黑洞并不罕見(jiàn)，每個(gè)星系的中心都存在著一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。比如銀河系中心就有一個(gè)人馬座A*黑洞，它的質(zhì)量當(dāng)于四百多萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)。
不過(guò)和上文我們提到的黑洞比起來(lái)，人馬座A*也有些小巫見(jiàn)大巫的意思。
事實(shí)上，相當(dāng)于三百億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞已經(jīng)不能用超大質(zhì)量黑洞去稱(chēng)呼它了。超大質(zhì)量黑洞往往指的是質(zhì)量范圍在數(shù)百萬(wàn)到數(shù)十億個(gè)太陽(yáng)之間的黑洞，對(duì)于這樣上百億乃至上千億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，我們必須用“極端大質(zhì)量黑洞”去稱(chēng)呼它們。放眼整個(gè)可觀(guān)測(cè)宇宙，能夠被稱(chēng)為“極端大質(zhì)量”的黑洞也不超過(guò)十個(gè)。
如此龐大的黑洞位于橢圓星系A(chǔ)bell 1201 BCG的中心，距離地球大約27億光年。雖然這個(gè)黑洞體型十分巨大，但發(fā)現(xiàn)它并給它稱(chēng)重卻并不是一件容易的事。黑洞的引力是如此強(qiáng)大，以至于連光都無(wú)法逃脫，這就導(dǎo)致我們無(wú)法用常規(guī)的觀(guān)測(cè)手段找到它們。但也因?yàn)楹诙吹囊O其異常，讓我們可以通過(guò)尋找宇宙中特殊的引力現(xiàn)象去發(fā)現(xiàn)它們。
引力波是尋找黑洞最為關(guān)鍵的方法之一。愛(ài)因斯坦認(rèn)為，宇宙萬(wàn)物都有引力，而引力就會(huì)引起時(shí)空的拉伸和壓縮，從而引起震動(dòng)，就像投入湖中的石子會(huì)使湖面產(chǎn)生一圈圈漣漪。并且物體的質(zhì)量越大，其引力波造成的影響也就越大。
當(dāng)兩個(gè)黑洞互相旋轉(zhuǎn)，或是一個(gè)中子星和一個(gè)黑洞互相旋轉(zhuǎn)時(shí)，往往會(huì)釋放巨大的引力波。這時(shí)我們就可以通過(guò)激光去探測(cè)宇宙深處，發(fā)現(xiàn)空間的微小波動(dòng)，找到波動(dòng)的來(lái)源，也就找到了黑洞的所在地。不過(guò)并不是所有的黑洞都兩兩成對(duì)，還有大部分黑洞它們往往自身孤立在太空中，并且很可能處于休眠的狀態(tài)，沒(méi)有吞噬物質(zhì)。對(duì)于這樣安靜的黑洞，科學(xué)家則會(huì)通過(guò)引力透鏡去找到它們。黑洞極端的引力會(huì)使經(jīng)過(guò)黑洞附近的光線(xiàn)也出現(xiàn)彎曲，從而讓我們看見(jiàn)黑洞背后的景象。并且它還具有放大的作用，能夠放大那些來(lái)自遙遠(yuǎn)深空的光線(xiàn)。一方面，我們能夠通過(guò)引力透鏡效應(yīng)去觀(guān)測(cè)深空。另一方面，就是通過(guò)它去發(fā)現(xiàn)黑洞，當(dāng)我們注意到某個(gè)區(qū)域發(fā)生了引力透鏡效應(yīng)，而附近又沒(méi)有明顯的大質(zhì)量物體時(shí)，那么該區(qū)域很可能存在一個(gè)黑洞。
Abell 1021 BCG的黑洞正是通過(guò)這種方法找到的
Abell 1201 BCG是一個(gè)彌散性橢圓星系，早在2003年，科學(xué)家就在它的附近發(fā)現(xiàn)了一條細(xì)長(zhǎng)的格格不入的光輝，這條光輝并不屬于它，而是來(lái)自一個(gè)遠(yuǎn)離BCG的星系。2017年，科學(xué)家再次發(fā)現(xiàn)了第二個(gè)更模糊的污點(diǎn)，并且更靠近BCG的星系中心。這意味BCG的中心很可能存在一個(gè)非常大的黑洞。
物理學(xué)家詹姆斯和他的同事設(shè)計(jì)了處理數(shù)據(jù)的工具，在獲取了最新的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)后，他們不斷的改變BCG中心黑洞的質(zhì)量，對(duì)光在宇宙中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了數(shù)十萬(wàn)次的模擬。最后匹配到了實(shí)際觀(guān)測(cè)中的數(shù)據(jù)。模擬結(jié)果顯示，BCG中心極有可能存在著一個(gè)巨大的黑洞，最匹配的質(zhì)量大約為327億倍太陽(yáng)質(zhì)量。
按照這樣的質(zhì)量來(lái)算，它的事件視界的直徑達(dá)到了1900億公里。而冥王星和太陽(yáng)的距離也不過(guò)73億公里。假如這個(gè)黑洞位于太陽(yáng)的位置，那么整個(gè)太陽(yáng)系包括柯伊伯帶都會(huì)完全處于黑洞的內(nèi)部！
即便如此，它仍然不是宇宙中最大的黑洞
目前，宇宙中觀(guān)測(cè)到最大黑洞是SDSS J073739.96+384413.2，質(zhì)量大約為1040億個(gè)太陽(yáng)。其次則是Ton618，相當(dāng)于660億倍太陽(yáng)質(zhì)量。不過(guò)黑洞的排名一直在被刷新，或許不久之后，科學(xué)家還會(huì)發(fā)現(xiàn)更上一個(gè)數(shù)量級(jí)的巨型黑洞。
