相比起宇宙中已知各種星球的尺度,一光年是一個很大的尺度,長達(dá)9.46萬億公里。對于一個半徑為一光年的星球,它可以裝下3億億億(3×10^24)個地球,或者25萬億億個太陽,或者5000億個盾牌座UY(已知體積最大的恒星)。 這個宇宙最大的星球只有恒星,科學(xué)界對恒星的大小有一個測算,低于或者高于某個極限,都不能保持恒星的穩(wěn)定和性質(zhì)。 宇宙中的天體最初都是從密度很低的星云中通過引力聚集而來,恒星、行星、小行星皆是如此。不同類型天體會表現(xiàn)出不同的性質(zhì),其根本原因在于它們的質(zhì)量具有差異。恒星是質(zhì)量較大的一類天體,它們的核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的輻射壓會阻止恒星進(jìn)一步變大。 如果恒星可以一下子聚集非常多的質(zhì)量,其結(jié)果將會坍縮成黑洞,而不是演變?yōu)楦蟮暮阈?。目前宇宙中最大的星體就是類星體。類星體是指類似恒星的天體,一般類星體中心就是一個黑洞。目前在宇宙中發(fā)現(xiàn)最大的黑洞是TON 618,但這個超大質(zhì)量黑洞的視界半徑也只有0.02光年,與1光年還差得遠(yuǎn)。 但是大家要注意一點,黑洞本質(zhì)上仍然是一種天體,也就是一個球形。而球的體積公式是體積=(4/3)*π*r的三次方。注意是半徑的三次方,也就是說半徑增加一倍,體積會增加八倍。 簡單算一下就可以知道,黑洞的質(zhì)量增加一倍,其密度就要降到原來的四分之一。而宇宙中的黑洞絕不僅僅只有恒星質(zhì)量級,星系中心的黑洞都是星系質(zhì)量級,動輒百萬倍太陽質(zhì)量,宇宙中星系無數(shù),更大的黑洞是肯定存在的。 有觀點認(rèn)為,極超大質(zhì)量黑洞(是通常的超大質(zhì)量黑洞的10倍)的理論上限是大概500億太陽質(zhì)量左右。超過100億太陽質(zhì)量時,就會發(fā)生生長減慢,以至于不穩(wěn)定的吸積盤形成繞著黑洞的星。 為什么宇宙中沒有發(fā)現(xiàn)更大質(zhì)量的黑洞呢?除了我們觀測上的原因,以及宇宙的廣袤無邊之外,可能還和宇宙年齡不夠大有關(guān)。 一般認(rèn)為,超大質(zhì)量黑洞主要通過緩慢吸積周圍物質(zhì)、星云萎縮沒有形成超新星的情況下直接坍縮、或者正在坍縮的高密度星團在爆炸瞬間從外部直接壓縮等方式形成,現(xiàn)在還發(fā)現(xiàn)黑洞互相合并也會形成更大質(zhì)量的黑洞,所以隨著宇宙年齡越來越大,未來是有可能出現(xiàn)半徑超過1光年的黑洞的。 |
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