超大质量黑洞（为什么超大质量黑洞的密度甚至比水还要低

本文目录

• 为什么超大质量黑洞的密度甚至比水还要低
• 一个星系只有一个超大质量黑洞吗
• 类星体与星系中心大质量黑洞的区别是什么
• 科学家最新发现的83个超大质量黑洞年龄有多大
• 超大质量黑洞会导致星系旋转吗为什么
• 如果地球附近出现超大质量黑洞，地球会受到什么影响
• 即将宣布的与超大质量黑洞照片有关的重大成果将会是啥
• 银河系中心的SgrA超大质量黑洞到底有多厉害
• 超大质量黑洞会吞噬宇宙吗
• 为何超大质量黑洞会如此之大

为什么超大质量黑洞的密度甚至比水还要低

谢邀。

黑洞是宇宙中最为极端的天体之一，它们产生的极端引力场可以把光束缚住。黑洞之所以能够产生，是因为大量的物质被压缩到极小的空间中。那么，这是否意味着黑洞的密度会非常极端呢？

黑洞的结构可以简单认为由两部分组成，一部分是位于中心并且聚集了所有质量的无穷小奇点，还有一部分是能够困住光的极度弯曲空间。显然，黑洞奇点的密度无限大，因为奇点的体积无穷小，质量都在其中。

然而，如果算上周围弯曲空间的范围，黑洞的平均密度就没有那么大。黑洞的质量越大，平均密度越低，甚至有些超大质量黑洞的平均密度比水和空气还要低。那么，为什么会出现这样的情况呢？不久前观测到的M87星系超大质量黑洞的平均密度有多少呢？

根据引力场方程的史瓦西解，黑洞的半径r（史瓦西半径）只与质量M有关，两者成正比，其公式如下：

在上式中，G为万有引力常数，c为光速。

另一方面，黑洞的体积V与半径立方成正比：

因此，黑洞的平均密度ρ公式如下：

可以看到，黑洞的平均密度反比于质量平方。由于随着质量的增加，体积增加的更快，所以黑洞的平均密度会随之迅速下降。

对于质量为太阳3倍的理论最小恒星级黑洞，其平均密度可达2×10^18千克/立方米，相当于水的2000万亿倍。对于拥有430万倍太阳质量的银心超大质量黑洞——人马座A*，它的平均密度已经下降到100万千克/立方米，相当于水的1000倍。如果黑洞的质量达到太阳的1.36亿倍，其平均密度与水相当。

对于拥有65亿倍太阳质量的M87星系超大质量黑洞，它的平均密度仅为0.436千克/立方米，这要比密度为1.3千克/立方米的空气还低。

一个星系只有一个超大质量黑洞吗

研究伽马射线发射的天文学家发现，某些活跃的星系似乎在以有规律的模式发出爆炸。研究小组指出，这可能是星系中心有两个超大质量黑洞的迹象。传统观点认为，潜伏在大多数星系中心的是一个超大质量黑洞。银河系就是一个完美的例子--Sagittarius A*距离地球约26,000光年，质量约为太阳的400万倍。

虽然人们普遍认为星系只存在一个超大质量黑洞，但某些星系可能存在两个超大质量黑洞在理论上却是行得通的。现在，一个国际研究小组就发现了可能是这种情况的首个证据。该团队当时正在研究活动星系核(AGN)的伽马射线发射。这些高能天体位于星系中心，当那里的黑洞吞噬物质时则会释放出大量的光。

大多数情况下，这些辐射是随机发生的。但研究小组却在其中发现了一些重复的可预测模式，这表明它们背后存在某种新的机制。

据悉，研究人员对NASA费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜收集到的十年数据展开了研究。通过回顾这段时间，研究小组发现了伽马射线信号的长期模式，而这些模式在较短的观测过程中会被忽略。

在此过程中，研究人员用循环伽马射线信号记录下了11次AGN，平均每两年重复一次。不过考虑到2000多个星系的研究对象，这个数字显得非常小。

这项研究的论文合著者Sara Buson表示：“以前，我们只知道拥有两个耀变星体的伽马射线亮度会周期性变化。多亏了我们的研究，我们可以自信地说，这种行为存在于其他11种来源中。此外，我们的研究还发现了其他13个有周期性发射迹象的星系。但要确定这一点我们则需要等待更多来自Fermi-LAT（望远镜）的数据。”

那么到底是什么导致这些信号像时钟一样地重复？对于研究人员来说，他们在未来的工作中需要对几个理论展开研究。

该项研究的论文作者之一Marco Ajello指出，他们目前考虑了几种可能性--从由喷射产生的灯塔效应到物质流变化再到黑洞，但在解答这种周期性现象时一个非常有趣的答案则是一对超大质量黑洞的旋转，“了解这些黑洞与其环境的关系对于星系形成的完整图景至关重要。”

随着仪器在未来几年收集更多的数据，答案可能会浮出水面。

类星体与星系中心大质量黑洞的区别是什么

类星体与星系中心大质量黑洞的区别是什么？

?类星体20世纪60年代被发现后的今天，天文学界众说纷纭，陆续提出了各种模型，试图解释类星体的能量来源之谜，比较有代表性的有以下几种：

黑洞假说→类星体的中心是一个巨大的黑洞，它不断吞噬周围的物质，并且辐射能量。

白洞假说→与黑洞一样,白洞同样是广义相对论预言的一类天体。与黑洞不断吞噬物质相反,白洞源源不 断地辐射出能量和物质。

反物质假说→认为类星体的能量来源于宇宙中的正反物质的湮灭。

巨型脉冲星假说→认为类星体是巨型的脉冲星,磁力线的扭结造成能量的喷发。

近距离天体假说→认为类星体并非处于遥远的宇宙边缘,而是在银河系边缘高速向外运动的天体,其巨大 的红移是由和地球相对运动的多普勒效应引起的。

超新星连环爆炸假说→认为在起初宇宙的恒星都是些大质量的短寿类型,所以超新星现象很常见,而在星 系核部的恒星密度极大,所以在极小的空间内经常性地有超新星爆炸。

恒星碰撞爆炸:认为起初宇宙较小时代,星系核的密度极大,所以常发生恒星碰撞爆炸。

综合上述，这里本人以科学界多数的黑洞说法来表明观点。

类星体和黑洞的区别在于，黑洞是一颗独特的天体，它可以出现在星系的中心，甚至能够出现在恒星系以及星团的中心；但类星体几乎都是处于星系的核心区域，其类星体也是由超大质量黑洞、吸积盘、高能射线组成。所以说类星体的形成早于黑洞，它当时有非常多的物质被黑洞吞噬，而吞噬的物质最终因引力构造为形成巨大的吸积盘；而后再被黑洞的加热后并以高能射线的形式释放出去。故类星体是活跃的星系核中心。

20世纪60年代,天文学家在茫茫星海中发现了一种奇特的天体,从照片看来如恒星但肯定不是恒星,光谱似行星状星云但又不是星云,发出的射电(即无线电波)如星系又不是星系，那么它到底是什么呢?

答案就是类星体，它是宇宙中最明亮的天体。类星体是类似恒星天体的简称,又称为似星体,魁零或类星射电源,与脉冲星,微波背景辐射和星际有机分子一道并称为20世纪60年代天文学”四大发现”。长期以来,它总是让 天文学家感到困惑不解。

类星体是宇宙中最明亮的天体, 它比正常星系亮1000倍。同时,它也是迄今为止人类所观测到的最遥远的天体,距离地球至少100亿光年。类星体是一种在极其遥远距离外观测到的高光度和强射电的天体。类星体比星系小很多,但是释放的能量却是星系的千倍以上，类星体的超常亮度使其光能在100亿光年以外的距离被观测到。类星体的核心也是一颗超大质量的黑洞，其内部的黑洞质量约为太阳质量的10亿倍以上，虽然它也属于超大质量黑洞，但是但它却不是类星体。

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