黑洞似乎只有兩種大小,一種大小約為太陽(yáng)質(zhì)量的5-100倍,即所謂的“恒星質(zhì)量黑洞”,另一種是被稱作“超大質(zhì)量黑洞”,是太陽(yáng)質(zhì)量的百萬(wàn)到十億倍。那到底發(fā)生了什么?這兩種大小之間的黑洞去了哪里?為何質(zhì)量范圍不再變化?黑洞有沒(méi)有可能極小,或者像最新研究說(shuō)的那般巨大?
網(wǎng)上首次出現(xiàn)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的信息時(shí),一些危言聳聽(tīng)的人宣稱,它會(huì)造出毀滅地球的黑洞。雖然極小的黑洞看起來(lái)不切實(shí)際,在一些理想條件下 它們還是能存在,只是這時(shí)需要更多維度。像我們知道的,重力沒(méi)有強(qiáng)到能將亞原子粒子壓縮到足夠小,以至于坍塌成黑洞,因?yàn)樗s后的大小比最小的可測(cè)量長(zhǎng)度——普朗克長(zhǎng)度還要小。
如果能夠發(fā)現(xiàn)極小的黑洞,那么就會(huì)改變我們對(duì)于量子尺度下重力作用方式的理解,甚至意味著解釋重力的多維空間的存在。那么極小的黑洞就可能在粒子加速器中被制造出來(lái),不過(guò)它們只能存在極短的片刻。
這些黑洞會(huì)在1048分之一納秒內(nèi)衰減,沒(méi)有足夠時(shí)間去吞噬整個(gè)行星,所以即使極小黑洞真的存在,也沒(méi)有什么值得太過(guò)操心。恒星級(jí)質(zhì)量黑洞是并非編造的,人們對(duì)它形成的了解得非常清楚,巨大的恒星在燃料耗盡時(shí),它們會(huì)塌縮,成為超新星,如果剩下的核心是太陽(yáng)質(zhì)量的大約三倍多,恒星剩余部分會(huì)自行塌縮,黑洞就形成了。
這些黑洞可以吞噬附近的物質(zhì),或者融合中子星或其他黑洞 借此變得更大,可以想象,恒星級(jí)質(zhì)量黑洞,如果只是不斷吞噬物質(zhì)的話,最后就會(huì)達(dá)到人們認(rèn)為幾乎所有大型星系中心,都存在的超大質(zhì)量黑洞的規(guī)模。但是物質(zhì)掉入黑洞是有速度上限的,所以要增大到超級(jí)質(zhì)量黑洞大小需要幾十億年的時(shí)間,因?yàn)槲覀円呀?jīng)觀測(cè)到,數(shù)十億倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞,在大爆炸后的數(shù)億年內(nèi)就形成了,肯定是其他什么東西在發(fā)揮作用。
超大質(zhì)量恒星形成原理是天文學(xué)中最大的謎之一,一些對(duì)立的觀點(diǎn)各有其長(zhǎng)處與短勢(shì)。例如,一種觀點(diǎn)是它們可能形成于,本就非常巨大的巨型種子黑洞,種子黑洞繼續(xù)吞噬物質(zhì)增大,這些大型種子黑洞會(huì)是太陽(yáng)質(zhì)量250000倍的恒星的殘余物。而這樣大的恒星很罕見(jiàn),這就使得巨大的種子黑洞幾乎不可能。另一種觀點(diǎn)是黑洞是幾個(gè)中等大小黑洞的產(chǎn)物,中等黑洞 可能是在稠密的星云中,由恒星相互撞擊而形成,然后它們朝著星系中心移動(dòng),并在那里融合。
像之前說(shuō)的,雖然黑洞大小區(qū)間看起來(lái)有空白,但幾乎沒(méi)有證據(jù)表明,有中等大小黑洞的存在,除超大質(zhì)量黑洞外,可能還有更為巨大的宇宙黑洞。
最近的一個(gè)觀點(diǎn)是,可能有一萬(wàn)億倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞存在,是我們已發(fā)現(xiàn)的最大黑洞的十多倍。提出此項(xiàng)提議的研究人員稱它們?yōu)榫薮蠛诙,?duì)于超大質(zhì)量黑洞的解釋 對(duì)這些龐然大物沒(méi)有任何意義,它們的存在要求人們重新思考黑洞的形成原理,也許對(duì)于黑洞大小的最大值有上限,可能從極小到超級(jí)大的全部范圍的黑洞都存在。
但是目前為止我們肯定的唯一的事是,黑洞有兩種大小規(guī)格,我們不能確定更大的黑洞是否可能存在。
毫無(wú)疑問(wèn),科學(xué)家們會(huì)繼續(xù)探究各個(gè)大小的黑洞,因?yàn)楹诙床粌H吸收光 也讓我們著迷,你可能會(huì)認(rèn)為巨型黑洞是由超大質(zhì)量黑洞結(jié)合形成的,但是秒差距問(wèn)題使得結(jié)合過(guò)程不可能發(fā)生。