克里斯·因佩《对话》 M87星系中心黑洞的照片
黑洞的轮廓是由在其视界附近的强重力影响下围绕它旋转的热气体发出的
学分:国家科学基金会 万圣节是鬼、妖精和食尸鬼出没的时候，但宇宙中没有什么比黑洞更可怕的了
黑洞——空间中引力如此强大以至于没有东西可以逃脱的区域——是最近新闻中的热门话题
2020年诺贝尔物理学奖有一半授予了罗杰·彭罗斯，因为他的数学工作表明黑洞是爱因斯坦引力理论不可避免的结果
安德烈·盖兹和莱因哈特·根泽尔分享了另一半，因为他们展示了一个巨大的黑洞位于我们银河系的中心
黑洞之所以可怕，有三个原因
如果你掉进一个恒星死亡时留下的黑洞，你会被撕碎
此外，在所有星系中心看到的巨大黑洞都有贪得无厌的胃口
黑洞是物理定律被抹杀的地方
我研究黑洞已经超过30年了
特别是，我关注了潜伏在星系中心的超大质量黑洞
大多数时候它们是不活跃的，但当它们活跃并吞噬恒星和气体时，靠近黑洞的区域会比它们所在的整个星系更亮
黑洞活跃的星系被称为类星体
在过去的几十年里，我们已经了解了很多关于黑洞的知识，但仍有许多谜团需要解开
黑洞致死 黑洞预计会在一颗大质量恒星死亡时形成
在恒星的核燃料耗尽后，其核心会坍缩到可以想象的最致密的物质状态，密度是原子核的100倍
密度如此之大，以至于质子、中子和电子不再是离散的粒子
由于黑洞是暗的，所以它们是在围绕正常恒星运行时被发现的
正常恒星的性质允许天文学家推断其暗伴星黑洞的性质
第一个被确认的黑洞是天鹅座X-1，天鹅座中最亮的X射线源
从那时起，在正常恒星围绕黑洞运行的系统中，已经发现了大约50个黑洞
它们是预计散布在银河系中的大约1000万颗行星中最近的例子
黑洞是物质的坟墓；没有什么能逃脱他们，即使是光
任何落入黑洞的人的命运都将是痛苦的“分离”，这是斯蒂芬·霍金在他的书《时间简史》中推广的一个想法
“在分离过程中，黑洞的强大引力会将你拉开，将你的骨骼、肌肉、肌腱甚至分子分开
正如诗人但丁在他的诗《神曲》中描述的地狱之门:所有进入这里的人，放弃希望
每个星系都有一只饥饿的野兽 在过去的30年里，哈勃太空望远镜的观测表明所有星系的中心都有黑洞
更大的星系有更大的黑洞
大自然知道如何制造质量大得惊人的黑洞，从几倍于太阳质量的恒星尸体到数百亿倍于太阳质量的怪物
这就像苹果和吉萨大金字塔的区别
就在去年，天文学家发表了第一张黑洞及其视界的照片，这是一个位于M87椭圆星系中心的70亿个太阳质量的巨兽
它比我们银河系中的黑洞大一千多倍，其发现者获得了今年的诺贝尔奖
这些黑洞大部分时间都是黑暗的，但是当它们的引力吸引附近的恒星和气体时，它们会爆发出强烈的活动并释放出大量的辐射
大质量黑洞有两种危险
如果你靠得太近，巨大的引力会把你吸进去
如果它们处于活跃的类星体阶段，你将被高能辐射摧毁
类星体有多亮？想象一下晚上在洛杉矶这样的大城市上空盘旋
城市中的汽车、房屋和街道发出的大约1亿束光对应着一个星系中的恒星
在这个类比中，处于活跃状态的黑洞就像洛杉矶市中心一个直径1英寸的光源，比城市亮了数百或数千倍
类星体是宇宙中最亮的物体
超大质量黑洞很奇怪 迄今发现的最大黑洞的重量是太阳质量的400亿倍，或者说是太阳系大小的20倍
尽管太阳系外行星每250年绕轨道运行一次，但这个质量更大的物体每三个月自转一次
它的外缘以光速的一半移动
像所有的黑洞一样，巨大的黑洞被视界遮挡住了
在它们的中心是一个奇点，一个密度无限大的空间点
我们不能理解黑洞的内部，因为物理定律崩溃了
时间在视界处冻结，重力在奇点处变得无限大
关于大质量黑洞的好消息是，你可以在掉进黑洞后幸存
虽然它们的引力更强，但拉伸力比小黑洞弱，不会杀死你
坏消息是事件视界标志着深渊的边缘
没有什么能从事件视界内逃脱，所以你不能逃脱或报告你的经历
根据斯蒂芬·霍金的说法，黑洞正在慢慢蒸发
在宇宙遥远的未来，在所有的恒星都已经死亡，星系被加速的宇宙膨胀从视野中抹去很久之后，黑洞将是最后幸存的物体
最大质量的黑洞将需要难以想象的年数来蒸发，估计是10的100次方，或者10之后有100个零
宇宙中最恐怖的物体几乎是永恒的
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