本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
有可能填滿一個黑洞嗎？如果你不斷地把星系的物質扔進黑洞，它會被填滿嗎？如果宇宙中的所有物質都被拋入一個黑洞，理論上會發生什麼？
黑洞已經是過度填充的結果。黑洞之於人類，如同狂暴病毒之於人類；向它扔得越多，它就越危險。然而，與殭屍不同的是，黑洞會互相吞噬。
落入黑洞的物質越多，黑洞就越大。例如：我們星系中心的黑洞(人馬座A*)，它的質量大概有400萬個太陽那麼多，這已經是一些小星系的大小了。不管怎樣，至少是小球狀星團。
圖源：超大質量黑洞第一個直接視覺證據
如果宇宙中所有的物質都被扔進同一個巨大的黑洞中，你就會得到真正的巨大黑洞。
（5500萬年前的黑洞影像）
黑洞是一個時空區域，其引力加速度非常大，以至於任何粒子，甚至光等電磁輻射都無法逃脫。廣義相對論預言：一個足夠緊密的質量可以使時空變形而形成黑洞。無法逃脫的區域的邊界叫做視界。雖然視界對穿越它的物體的命運和環境有巨大的影響，但並沒有發現任何局部可見的特徵。在許多方面，黑洞就像一個理想的黑體，因為它不反射光。
此外，彎曲時空中的量子場論預測，視界會發射霍金輻射，其光譜和溫度與其質量成反比的黑體相同。對於質量為恆星的黑洞，這個溫度大約是十億分之一開爾文，這使得它基本上不可能被觀測到。
這張照片由物理學家發表於2010年5月26日
視界望遠鏡(2019年4月10日)發布的首張圖片是超大橢圓星系梅西耶87，它的核心是超大質量黑洞，其質量是太陽的70億倍。可見部分的是月形發射環和中心陰影，它們是黑洞的光子環和黑洞視界的光子捕獲區被引力放大的景象。月牙形起源於黑洞的旋轉和相對論光束；陰影大約是視界直徑的2.6倍。
（首張黑洞照片誕生，霍金黑洞理論終獲論證）
18世紀，約翰·米歇爾和皮埃爾·西蒙·拉普拉斯首次考慮了引力場太強以至於光線無法逃逸的物體。1916年，卡爾·施瓦茨希爾德(Karl Schwarzschild)發現了第一個描述黑洞特徵的廣義相對論的現代解，儘管1958年，戴維·芬克爾斯坦(David Finkelstein)首次發表了關於黑洞是一個沒有任何東西可以逃脫的空間區域的解釋。黑洞長期以來被認為是數學上的奇葩；20世紀60年代，理論工作表明它們是廣義相對論的普遍預測。喬斯林·貝爾·伯奈爾於1967年發現的中子星激起了人們對引力坍縮的緻密物體的興趣，認為這是一種可能的天體物理現實。
當非常大質量的恆星在其生命周期結束時會坍塌，預計會形成具有恆星質量的黑洞。黑洞形成後，它可以通過吸收周圍物質來繼續成長。通過吸收其他恆星與其他黑洞和合併，超大質量黑洞數百萬太陽質量(M☉)的可能形式。人們一致認為，超大質量黑洞存在於大多數星系的中心。
黑洞的存在可以通過它與其他物質和電磁輻射(如可見光)的相互作用來推斷。落入黑洞的物質可以形成一個外部吸積盤，通過摩擦加熱，形成宇宙中最明亮的物體。如果有其他恆星繞著黑洞運行，它們的軌道可以用來確定黑洞的質量和位置。這樣的觀測可以用來排除可能的替代物，如中子星。通過這種方法，天文學家已經在雙星系統中發現了無數的恆星黑洞候選體，並確定了被稱為人馬座A*的射電源，它位於銀河系的中心，包含一個質量約為430萬個太陽質量的超大質量黑洞。
2016年2月11日，LIGO宣布首次直接探測到引力波，這也是首次觀測到黑洞合併。截至2018年12月，已經觀測到11個引力波事件，它們來自10個合併的黑洞(以及一個雙星合併)。 2019年4月10日，在事件視界望遠鏡於2017年對梅西耶87星系中心的超大質量黑洞進行了觀測之後，首次發布了黑洞及其附近的直接圖像。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3. 佚名-askamathematician
如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除
轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處