很多人第一次在纪录片里看见黑洞照片,都会忍不住心里发慌。这黑糊糊一团引力大到连光都跑不出来,就像宇宙里开了个永远填不满的胃,走到哪吃到哪。
现在天文观测也证实,几乎每个大星系的核心,都趴着一个超大质量黑洞,咱们银河系中心那个,质量足足是太阳的四百万倍,就坐在那不动,一口一口攒着分量。
这么看下去,再过个百八十亿年,黑洞会不会把宇宙里所有星星气体啥的都吃干净,最后整个宇宙就剩一个老大老大的黑洞了?
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很多人以为黑洞就是个超强吸尘器,只要在它引力范围边上的东西都会被猛地吸进去,其实根本不是这么回事。
黑洞跟恒星一样,都是靠着引力跟周围天体打交道,要是一个太阳大小的黑洞,突然跑到咱们太阳系原来太阳的位置上,地球也不会一下子就被吸进去,还会接着围着它转,跟现在围着太阳转没啥区别。
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黑洞吃东西,得先让物质掉进它的事件视界里面,就是那个一旦进去就再也出不来的边界。
可绝大多数宇宙物质,都在各自的轨道上跑,要掉进事件视界,得先把自身的动能降下来才行,不然只会围着黑洞转,跟地球围着太阳转一个道理。
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就拿咱们银河系中心那个超大质量黑洞来说,现在每天吞进去的物质其实少得可怜,大概几百年才会有一颗恒星靠得足够近被撕碎吃掉。
就算是那些活跃的活动星系核,也就是正在疯狂吸积物质的黑洞,也不是逮啥吃啥,吸积过程中还会把大量物质从两极喷出去,喷出去的速度都快赶上光速了,吃进去一斤还能吐出八两。
这么看下来,黑洞吃东西的速度,其实远没有大伙想的那么快。
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接下来就得说整个宇宙的大趋势了。现在天文学界公认的,宇宙一直在膨胀,这个是天文学家哈勃在上世纪二十年代就发现的,后来的宇宙微波背景辐射,还有超新星的观测,都实打实地证实了这个结论。
而且现在宇宙膨胀的速度还在变快,因为有暗能量在推着空间越拉越大。简单说就是,宇宙里各个星系之间的距离,会越来越远,星系和星系之间,本来靠着万有引力还能凑一块。
随着空间膨胀越来越快,以后不同星系团之间的距离,会以超过光速的速度拉大,也就是说,就算黑洞引力再大,也摸不到别的星系的东西了,因为中间的空间膨胀太快,光都传不过去,更别说黑洞能把东西吸过去了。
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现在哈勃常数的测量结果,大概是每百万秒差距每秒膨胀70公里左右,也就是说,距离我们三百万光年远的星系,每秒就会离我们远二百一十公里,距离越远,远离的速度越快。
现在咱们可观测宇宙的直径有九百三十亿光年,大部分区域都在以超光速远离咱们,所以就算银河系中心的黑洞长了一百张嘴,也够不着这些地方。
而且随着时间推移,膨胀会让越来越远的区域超出咱们的可观测范围,黑洞能碰到的物质只会越来越少,不会越来越多。
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有人可能会说,那要是一个星系团里的所有东西,最后不都会被中心黑洞吃掉吗?其实也不会。就算是在同一个星系团里,也不是所有天体都会往中心掉。
很多天体的轨道角动量很大,除非有别的天体引力扰动把它往黑洞方向扔,不然它会一直围着中心转,根本掉不进去。而且就算角动量不够慢慢往中心靠,这个过程也慢得离谱,得花上几百亿甚至上千亿年的时间。
可霍金辐射证实黑洞自己还会慢慢蒸发呢,质量越大的黑洞蒸发越慢,但只要时间足够长,再大的黑洞也会一点点蒸发没了。
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霍金辐射的理论是霍金在上世纪七十年代提出来的,后来经过很多物理学家的验证,现在已经是被广泛接受的结论了。
简单说就是真空不是空的,会不断产生成对的虚粒子,要是这对粒子刚好出现在黑洞事件视界边上,一个掉进去一个跑出来,跑出来的那个就带走了黑洞的能量,时间长了黑洞就会一点点变小,最后蒸发干净。
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按照计算,一个太阳质量的黑洞,蒸发完得要10的67次方年,而银河系中心那个四百万倍太阳质量的黑洞,蒸发完得要10的87次方年,时间长到没法想象。
但只要宇宙还在膨胀,没有新的物质掉进去,黑洞最后也会慢慢蒸发没了,根本撑不到把整个星系吃完的那一天。
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那有没有极端情况,就是宇宙膨胀哪天停下来,甚至开始收缩,最后所有东西都挤到一块,全都掉进黑洞里呢?
目前的观测结果显示,暗能量的密度几乎是恒定的,现在暗能量占了宇宙总能量的百分之六十八左右,一直推着宇宙加速膨胀,没有任何迹象显示膨胀会停下来,更别说收缩了。
就算将来真的发生大挤压,所有物质都挤到一块,那也是整个宇宙收缩到一个奇点,不是被一个黑洞提前吃干净,本质上是两回事。
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现在站在我们现有天文学和物理学的基础上看,黑洞永远不可能把整个宇宙吃下去,宇宙膨胀拉远了各个天体的距离,黑洞本身还会慢慢蒸发,能吃东西的速度远远赶不上宇宙膨胀和自身蒸发的速度,我们根本不用担心哪天黑洞把整个宇宙吞掉。
真正会发生的,是百亿年后黑洞把身边能吃的吃完,再花上万亿亿年慢慢蒸发,最后整个宇宙变成一片凉飕飕空荡荡的虚无,这才是目前我们能推算出来的结局。
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