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黑洞的視界半徑能夠超過壹光年嗎?

視界半徑壹光年的黑洞質量將超過3萬億倍太陽質量,目前人類觀測到的黑洞當中,沒有視界半徑能達到壹光年的,但是宇宙之大,也許在人類看不見的某個地方,就存在這樣壹個龐然大物。

天文學觀測表明,幾乎在所有的星系中心,都至少存在壹個超大質量黑洞,比如我們銀河系中心的黑洞,質量就高達400萬倍太陽質量,周邊還存在幾個數萬倍太陽質量的中型黑洞;物質無法穿透的黑洞邊界稱之為黑洞視界,對於史瓦西黑洞來說,視界半徑與黑洞質量成正比。

在2019年4月,科學家公布了人類拍攝到的首張黑洞照片,該黑洞位於橢圓星系M87,距離地球5500萬光年,質量大約是太陽的65億倍,對應的史瓦西半徑大約為190億公裏,相當於0.002光年。

在人類觀測到的黑洞當中,這已經屬於超大質量黑洞了;目前人類觀測到的最大黑洞,是位於104億光年外的壹個類星體中心,類星體叫做Ton 618,中心黑洞質量是太陽的660億倍,對應的史瓦西半徑為0.02光年。

由於黑洞密度與半徑平方呈反比,於是以黑洞視界作為黑洞大小為依據時,質量越大的黑洞,平均密度將會越小,Ton 618中心的黑洞平均密度只有0.39千克/平方米,比空氣密度還低。

如果宇宙中存在壹個史瓦西半徑為壹光年的黑洞,以M87的黑洞做對比,我們可以推算該黑洞對應的質量大約是:

M=65億*(1/0.002)

=3.25萬億倍太陽質量

根據科學家公布的最新數據,我們銀河系目前總質量大約是太陽的1.5萬億倍,所以兩個銀河系質量的黑洞,史瓦西半徑大約就是壹光年。

根據星系的演化規律,大質量的星系會逐漸吞噬或者合並其他星系,比如我們銀河系周圍就存在數十個衛星星系,有的正在被銀河系吞噬,未來銀河系的質量會更大,中心質量黑洞也會增加,而且理論上黑洞質量是沒有上限的。

所以在遙遠的未來,半徑超過壹光年的黑洞遲早會出現,至於現在宇宙中是否存在如此巨大的黑洞還不知道,畢竟人類的觀測能力有限,而且僅限於可觀測宇宙內。

還有壹種猜想認為,我們宇宙就處於壹個黑洞當中;我們可觀測宇宙質量為10^54kg,該質量對應的史瓦西半徑將達到1500億光年,遠遠超過了可觀測宇宙的實際半徑(460億光年)。

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