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原创 “黑洞源于恒星坍塌”面临挑战？有些超级黑洞解释不了

来源：爱乐趣网时间：2020年05月11日 00:25

原标题：“黑洞源于恒星坍塌”面临挑战？有些超级黑洞解释不了

宇宙对于我们人类来说，简直就是谜一般就是谜一般的存在。想要发现宇宙更多的秘密，需要投入相当大的财力物力人力。别看我们已经探索了这么多年，其实我们对宇宙的了解，其实并不多。黑洞理论早已存在多年，也是今年才拍到历史上第一张黑洞的照片。想要了解更多，怕是需要很漫长的时间了。

普遍认为，黑洞的形成，源于恒星坍塌

按我们以往的认知，当一颗巨大的恒星濒临死亡时，会发生坍缩然后形成一个质量很大、体积很小的黑洞。恒星崩溃假说可以很好地解释大多数黑洞。在这个假设中，一颗比我们的太阳质量至少大五倍的恒星在其寿命即将结束时，自身的燃料也准备燃烧殆尽了。紧接着这颗巨大的恒星经历一次超新星爆炸，然后坍塌不断缩小，最后变成一个质量无穷大、体积无穷小的黑洞。在这个过程中，黑洞巨大的引力会把周边的一切都吸进去。

“恒星坍塌”假说，似乎无法解释一些古老的黑洞

这种“恒星坍塌”假设是黑洞形成的主流观点，但是似乎并不能完美的解释所有的黑洞，特别是那些很古老的超大质量黑洞。

在宇宙中，确实是存在各种年轻的、年老的黑洞，各个黑洞大小、年龄差别都很大。有些古老的超级大黑洞年龄甚至和宇宙的年龄相仿。在2004年美国科学家宣称他们发现了一颗很古老的黑洞，这颗古老的大黑洞大概在127亿年前形成，也就是说这颗黑洞在宇宙大爆炸之后不久就形成了，可以说和宇宙是“同龄人”。

在2017年，也有天文学家发现了一个相当于8亿个太阳质量的黑洞。这个大黑洞很古老，在宇宙大爆炸初期就出现了，在大爆炸之后仅仅用了6.9亿年就完全形成这么一个巨无霸，和宇宙也算是“同龄人”了。

在今年3月，有天文学家也宣称他们发现了83个很古老的黑洞。如果按照恒星坍塌的假说，这些与宇宙年龄相仿的古老大黑洞，似乎存在很多解释不清楚的地方。要知道，一颗巨大的恒星要经历坍塌最后变成巨大黑洞的过程，所需要的时间是非常漫长的。

以我们太阳为例子，我们太阳寿命接近100亿年，即使等到它消亡，也还有几十亿年的时间。那些比太阳还大几亿倍甚至更大的恒星，想要发生坍塌，可能需要的时间就更多了。但是为什么这些巨大的恒星可以在那么短的时间内就变成了一颗黑洞呢？

是不是觉得“恒星坍塌”的假设好像已经不能很好地解释这些很古老大黑洞的形成了？又或者说，这些与宇宙“同龄”的古老大黑洞，其实在宇宙大爆炸之前就已经开始形成了？好像也说不过去。感觉“恒星坍塌”假说面临了挑战。

古老的超大质量黑洞或许不是源自“恒星坍塌”，而是源自“直接坍塌”

对于古老的黑洞为何能够在极短的时间内形成的问题，加拿大安大略省西部大学的研究人员Shantanu Basu和Arpan Das提出了一个新的假设——“直接坍塌”。这个新的假设或许可以很好解释古老黑洞快速形成的原因。

他们在《天体物理学杂志快报》上发表了一篇名为“他们的论文标题为《直接崩溃情景中超大质量黑洞的质量函数》的论文，以解释古老的超大质量黑洞“直接坍塌”假设。他们认为，这些古老的超大质量黑洞是在很短的时间内直接坍塌形成的，而不是来自恒星坍塌后的残骸。这些通过直接坍塌形成的古老超大质量黑洞只有很短的时间才能快速生长，然后在某些时候，由于受到其他黑洞和恒星所产生辐射，它们就停止生长。