宇宙入面係米有好多個黑洞？

天 文 學 家 一 直 依 賴 黑 洞 吸 食 物 質 時 所 發 出 的 輻 射 ， 作 為 探 測 黑 洞 的 唯 一 線 索 。 不 過 近 年 發 現 孤 立 黑 洞 的 存 在 證 據 所 使 用 的 方 法 ， 正 好 打 破 了 這 觀 測 上 的 限 制 。 研 究 人 員 分 析 了 很 多 銀 河 系 核 心 方 向 的 星 光 ， 發 現 在 兩 個 事 例 中 ， 恆 星 的 光 度 在 幾 百 日 內 增 加 了 ， 然 後 又 回 復 之 前 的 水 平 。 分 析 顯 示 ， 這 很 可 能 是 因 為 有 一 個 黑 洞 在 恆 星 前 面 經 過 ， 黑 洞 的 引 力 會 聚 了 星 光 ， 就 像 凸 透 鏡 把 光 線 聚 焦 一 樣 ， 使 恆 星 的 視 亮 度 增 加 。 這 就 是 所 謂 「 微 重 力 透 鏡 」 效 應 了 。 黑 洞 可 以 孤 立 地 存 在 ， 暗 示 著 黑 洞 並 不 一 定 需 要 存 在 於 雙 星 系 統 ， 而 可 以 透 過 孤 立 的 大 型 恆 星 的 重 力 塌 縮 而 產 生 ， 這 正 是 一 直 以 來 恆 星 演 化 理 論 所 預 期 的 結 果 。
哈 勃 太 空 望 遠 鏡 帶 來 的 其 中 一 項 最 令 人 振 奮 的 發 現 ， 是 確 認 了 天 文 學 家 長 久 以 來 關 於 星 系 核 心 存 在 「 超 級 黑 洞 」 的 猜 想 。 很 多 所 謂 「 活 躍 星 系 」 的 核 心 都 會 發 出 能 量 極 龐 大 的 無 線 電 輻 射 ， 或 擁 有 高 能 粒 子 噴 流 、 雙 瓣 無 線 電 輻 射 源 等 結 構 。 唯 一 能 夠 解 釋 這 巨 大 能 量 源 頭 的 理 論 ， 就 是 在 星 系 核 心 有 一 個 正 在 吸 食 物 質 的 超 級 黑 洞 。 利 用 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 ， 天 文 學 家 發 現 了 很 多 活 躍 星 系 核 心 附 近 都 擁 有 一 個 以 高 速 轉 動 的 氣 體 盤 ， 其 旋 轉 速 度 可 達 每 秒 鐘 數 百 公 里 。 這 正 是 核 心 黑 洞 吸 食 物 質 的 特 徵 。 根 據 氣 體 的 轉 速 ， 天 文 學 家 可 估 計 核 心 不 可 見 的 物 質 的 質 量 。 其 中 最 著 名 的 M87 橢 圓 星 系 ， 其 核 心 的 黑 暗 質 量 竟 達 24 億 太 陽 質 量 ！ 除 了 活 躍 星 系 外 ， 一 般 正 常 星 系 的 核 心 也 有 發 現 超 級 黑 洞 ， 不 過 這 些 黑 洞 的 質 量 只 在 百 萬 太 陽 質 量 的 數 量 級 。

　







圖片參考：http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/AstroNews/Image/News/04Jan_1.jpg


橢 圓 星 系 M87 的 中 心 ， 像 宇 宙 探 射 燈 般 放 射 出 一 串 串 電 子 及 細 小 的 粒 子 ， 形 成 了 大 自 然 另 一 美 景 。 M87 星 系 的 核 心 為 這 些 電 子 提 供 了 大 量 能 源 ， 因 此 這 些 電 子 都 以 接 近 光 速 飛 行 。 在 這 張 由 哈 勃 望 遠 鏡 所拍 攝 的 照 片 中 ， 我 們 清 晰 可 見 一 串 電 子 及 一 團 光 亮 的 星 點 組 成 了 這 個 星 系 。

　
除 了 恆 星 演 化 而 成 的 小 黑 洞 ， 和 星 系 核 心 的 超 級 黑 洞 外 ， 天 文 學 家 還 發 現 了 球 狀 星 團 的 中 心 存 在 著 質 量 由 幾 千 至 幾 萬 個 太 陽 質 量 的 「 中 型 黑 洞 」 。 研 究 人 員 應 用 了 新 的 觀 測 技 術 ， 可 由 星 團 中 恆 星 的 運 動 速 度 分 佈 直 接 推 斷 中 心 黑 洞 的 質 量 ， 而 不 需 要 依 靠 氣 體 轉 盤 的 存 在 。 研 究 發 現 ， 星 團 或 星 系 的 質 量 總 是 和 中 心 黑 洞 的 質 量 成 正 比 。 也 就 是 說 ， 越 龐 大 的 恆 星 集 團 ， 中 心 就 擁 有 質 量 越 大 的 黑 洞 。 這 結 果 正 好 暗 示 著 星 團 和 星 系 之 間 有 著 深 遠 的 連 繫 。 我 們 相 信 ， 在 宇 宙 的 演 化 過 程 中 ， 恆 星 和 星 團 可 能 比 星 系 更 早 形 成 。 在 早 期 的 劇 烈 碰 撞 中 ， 星 團 可 能 互 相 融 合 成 星 系 ， 星 系 的 融 合 又 產 生 更 大 的 星 系 。 在 融 合 過 程 中 ， 中 心 的 黑 洞 也 會 融 合 ， 並 在 星 系 引 力 拉 扯 的 協 助 下 ， 吸 食 更 多 物 質 ， 產 生 更 大 的 黑 洞 。 換 句 話 說 ， 在 宇 宙 開 始 不 久 時 ， 星 團 中 心 的 中 型 黑 洞 ， 可 能 就 是 今 天 星 系 核 心 超 級 黑 洞 的 種 子 ！
2002 年 ， 天 文 學 家 結 合 了 陳 德 拉 X 射 線 天 文 台 和 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 的 觀 測 結 果 ， 用 電 腦 模 擬 出 星 系 NGC 6240 核 心 兩 個 超 級 黑 洞 融 合 的 過 程 。 以 光 學 觀 測 ， NGC 6240 的 形 狀 就 像 一 隻 蝴 蝶 ， 它 之 所 以 這 樣 古 怪 ， 是 因 為 它 其 實 是 兩 個 旋 渦 狀 星 系 撞 的 結 果 。 X 射 線 的 觀 測 顯 示 ， 星 系 核 心 有 兩 個 相 距 3000 光 年 的 X 射 線 源 ， 很 可 能 就 是 兩 個 將 要 融 合 的 超 級 黑 洞 。 估 計 在 數 十 億 年 後 ， 兩 個 超 級 黑 洞 便 會 融 合 成 一 個 更 巨 型 的 黑 洞 。
　







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利 用 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 所 觀 測 得 的 NGC 6240 星 系 中 心
　







圖片參考：http://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/AstroNews/Image/News/04Jan_3.jpg

利 用 陳 德 拉 X 射 線 天 文 台 所 觀 測 得 的 NGC 6240 星 系 中 心 。
中 央 的 兩 點 ， 相 信 就 是 兩 個 超 級 黑 洞 所 產 生 的 X 射 線 源 。
2003 年 ， 天 文 學 家 利 用 陳 德 拉 X 射 線 天 文 台 觀 測 了 極 遙 遠 的 X 射 線 源 。 當 中 一 些 X 射 線 源 ， 用 光 學 望 遠 鏡 竟 無 法 看 見 它 們 對 應 的 物 體 。 天 文 學 家 懷 疑 ， 這 些 X 射 線 源 可 能 是 一 些 極 遙 遠 的 星 系 中 心 的 超 級 黑 洞 。 如 果 屬 實 ， 這 些 將 會 是 人 類 有 史 以 來 觀 測 到 最 遙 遠 的 星 系 。 越 向 宇 宙 深 處 觀 望 ， 代 表 我 們 越 往 遠 古 追 索 ， 這 些 星 系 ， 可 能 只 是 宇 宙 誕 生 後 五 億 年 的 產 物（現 在 宇 宙 的 年 齡 是 137 億 歲 ）！
如 此 說 ， 黑 洞 的 數 量 可 能 多 得 令 人 難 以 想 像 。 各 類 黑 洞 大 小 差 異 之 大 ， 所 涉 及 的 天 文 現 象 之 多 ， 無 疑 使 它 們 成 為 宇 宙 中 獨 一 無 二 的 神 秘 天 體 。 離 開 幻 想 ， 回 到 現 實 ， 我 們 發 現 宇 宙 往 往 比 我 們 所 能 想 像 到 的 更 複 雜 、 更 神 秘 。 這 就 是 科 學 發 展 的 歷 程 。

係講宇宙係唔係有好多個黑洞之前,先講下咩係黑洞
黑洞是甚麼？它是怎樣形成的？
黑洞是一類密度極高的星體。由於它周圍存在巨大的引力場，所有經過附近的物質均被吸進去，即使光也不能逃脫，同樣，處於黑洞裡的物體也不能逃出黑洞。我們知道，地球上的物體若獲得很大的初始速度，便可脫離地球的引力而飛到太空，如果初始速度足夠大，還可以脫離太陽的引力而逃出太陽系，而人類用火箭發射衛星或太空船便是利用了此原理。物體逃離地球的最小初始速度是由地球的質量和半徑決定的，如果地球被壓縮成一個很小的球，當其半徑小於某一臨界值時，對周圍物體的引力便會變得非常之大，即使光這種在宇宙中傳播速度最快的波動也會被地球吸住而不得逃走，這時地球便變成了一個黑洞。

按照恆星演化理論，黑洞是恆星演化的最後階段，即是「死亡」了的恆星。由於黑洞不會放射出物質或輻射，我們不能直接觀察到黑洞。但是黑洞可以與鄰近的恆星構成雙星系統，從地球上看來，那可見的恆星 (伴星) 便好像是與一個看不見的天體不停地大跳華爾滋 (見圖)，從它運動的程度可推算出那看不見天體的質量，如果那天體的質量非常龐大，便很有可能是一個黑洞。此外，黑洞的巨大引力使伴星的氣體物質以螺旋軌道衝進黑洞，由於被急速壓縮，物質的溫度變得很高，Χ射線和伽瑪射線從而產生，在地球上觀察這些射線，便可找到黑洞存在的證據。

講番黑洞既數量,無錯,宇宙中有一億個黑洞。

◆黑洞是什麼﹖

黑洞是萬有引力大得連宇宙最快的東西（光）也無法逃走的地方。地球也有引力吸引周圍的東西，但由於地球的重量不大，引力有限，所以火箭只要衝力夠大，就可衝出地球的引力場。

當物質愈重，尤其當密度愈高，其引力場就會大得連光也無法逃走。由於連光也被吸去，我們無法看見「它」，故稱之為黑洞。

◆黑洞如何產生﹖

黑洞可分為兩大陣營。第1類是類似太陽重量的黑洞，大約為太陽重量的1至2倍。它們的前身是重量達太陽10至20倍的星星，這些星星在死亡大爆炸（超新星大爆炸）之後成為黑洞。

第2類是有幾百萬個太陽重量的「超級大黑洞」（super massive blackhole）。銀河系大家庭有幾百億顆星，天文學家估計，每個銀河系的中心都存在一個超級大黑洞。

◆如何觀察黑洞的存在﹖

觀察黑洞是很大的挑戰，因黑洞不會發光，只能間接觀察。由於它引力很大，會吸入附近的氣體，氣體會隨黑洞的旋轉力打圈。當大量的氣體打圈並互相摩擦，會產生幾十萬度的高溫，藉觀察這些氣體的光和熱，就可知道黑洞的存在。科學家至今發現的宇宙黑洞數目約20至30個，它們都是在形成階段。

◆黑洞像什麼﹖

科學家估計有兩種黑洞。其中一種的吸力像漩渦，因大部分黑洞的外表範圍有旋轉，東西吸入黑洞前會打圈。另一種黑洞像吸塵機，這種黑洞本身沒旋轉，東西一吸便掉進去。

◆掉入黑洞時會發生什麼﹖

由於黑洞周圍有幾十萬度高溫，未到黑洞之前就會被燒熔。假使有金剛不壞之身，進入黑洞後也會完全失去蹤影。由於所有資料都被黑洞吸走，故科學家無法解答黑洞中發生什麼事。
某 程 度 來 說 ， 你 可 以 把 黑 洞 看 成 是 宇 宙 中 的 一 個 洞 ， 但 這 個 洞 是 立 體 ( 三 維 ) 的 。

根 據 廣 義 相 對 論 ， 物 質 的 存 在 會 扭 曲 時 空 ， 而 黑 洞 是 密 度 無 限 大 的 物 體 ， 所 以 對 時 空 的 扭 曲 也 是 空 前 的 ， 結 果 形 成 一 個 宇 宙 的 深 淵 ， 一 切 物 體 ( 包 括 光 ) 在 進 入 黑 洞 後 也 永 不 能 逃 離 ， 很 像 一 個 深 不 見 底 的 洞 ， 掉 進 去 後 便 永 遠 爬 不 出 來 。

有 趣 的 是 這 黑 洞 是 一 個 立 體 的 洞 ， 在 一 個 二 維 平 面 ( 例 如 一 面 牆 ) 上 的 洞 ， 我 們 可 以 想 像 得 到 ， 這 個 平 面 上 的 洞 是 向 第 三 維 空 間 凹 進 去 ， 但 一 個 三 維 的 洞 ， 是 向 更 高 維 數 的 空 間 凹 進 去 ， 這 對 於 一 個 生 活 在 三 維 ( 立 體 世 界 ) 的 人 是 無 法 想 像 的 ， 難 以 理 解 是 正 常 的 。

科 學 家 一 般 以 黑 洞 的 事 件 穹 界 ( Event horizon ) 作 為 它 的 邊 界 ， 以 一 個 靜 止 而 沒 有 帶 電 的 黑 洞 來 說 ， 它 是 球 形 的 ， 從 外 面 看 來 ， 它 是 一 個 完 全 漆 黑 的 圓 球 ， 在 球 的 邊 緣 ， 你 會 看 到 星 光 被 完 全 扭 曲 。

這 種 簡 單 黑 洞 的 半 徑 ( 即 史 瓦 西 半 徑 ( Schwarzschild radius ) ， 因 由 德 國 天 文 學 家 史 瓦 西 ( Karl Schwarzschild ) 首 先 推 導 出 來 ， 故 名 。 ) ， 可 由 下 式 求 得 ：



假 設 你 的 體 重 是 50 公 斤 ， 若 你 被 壓 縮 成 黑 洞 ， 這 個 黑 洞 的 直 徑 將 會 是


， 比 原 子 要 細 小 得 多 ！

有 了 半 徑 ， 你 便 可 以 很 簡 單 得 出 黑 洞 的 體 積 和 表 面 面 積 。

大家都知到宇宙係好大好大,但係睇完之後,我更家覺得宇宙 ... 太空入面所有野都係大得難以想像,一個大我地地球100倍既太陽,一個比太陽大一千倍既星體,有一千萬億個星體既銀河系,又有好多好多千億個銀河系.卻又有為數更多。