宇宙中的巨無霸——黑洞，它究竟是由什麼構成的？

黑洞是目前已知的宇宙中最迷人、最神秘的天體之一。人們認為，黑洞中隱藏著許多關於時間和空間運作規律的秘密，甚至有人主張，有朝一日可以用黑洞來制造穿越星系的蟲洞。但是，這樣令人難以置信、極具破壞性和標志性的自然力量究竟是如何產生的？這裏是Unveiled頻道，讓我們來回答一些不同尋常的問題：黑洞是由什麼構成的？

黑洞是如此奇怪和強大，給人的感覺就像科幻小說中那種幾近虛構的概念一樣。但黑洞確實存在於宇宙中，並且對我們的現實生活來說至關重要！然而，由於黑洞的神秘特性，科學家們甚至很難探測到它們，研究更無從談起。所有接近黑洞的光線都會被吸入其中，因此，唯一確認黑洞位置的方法就是觀察其與周圍物質的相互作用。也就是說，如果一個黑洞周圍沒有任何東西與它產生相互的影響，我們就完全無法得知它的存在！

事實上，人們認為大多數恒星黑洞都是孤立存在的，也就是說，這些黑洞無法被探測到，因此我們全然無法得知其存在。對於未來的星際太空旅行者來說，這也許是一件可怕的事情：一個未被注意到的黑洞有可能害死他們。況且，宇宙中遍布黑洞，這樣的情況未必不會發生……我們沒有辦法直接計算出黑洞的位置或數量，但我們知道它們是由某些特定類型的恒星形成的，據此估計，僅僅在我們的銀河系中就可能存在著一千萬到十億個黑洞。

黑洞由坍塌的恒星形成，但不是任何恒星都能形成黑洞。受恒星質量影響，不同的恒星會經歷不同的變化過程，只有質量足夠大的恒星才能在生命周期的最後形成黑洞。恒星最初是通過燃燒其核心的燃料來維持活躍的，當燃料耗盡後，由於自身的重力影響，恒星會收縮、爆炸進而毀滅，並最終變成一個恒星黑洞。

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最小的是這些令人難以置信的結構，且根據NASA的說法，它們的體積和一個原子一樣大，但質量卻相當於一座山。但是，正如一些特大質量黑洞的名字，它們有著極大的質量（可能是太陽的數十億倍)。即使是專家也不能百分之百確定其形成過程。它們可能由數千個較小的黑洞並合而成，也可能只是一個黑洞吞噬了相較它應當吞噬的更多的物質。還有理論認為特大質量黑洞是由暗物質形成的，但無論如何，這些龐大而無序的結構通常都被發現於星系中心。

從理論上講，黑洞的類型中也應該存在一個“中間地帶”，即一個比恒星質量大、但又沒有大到能被歸類為特大質量的黑洞，但我們還沒有最終證明這一觀點。因此，目前的科學結果與人們普遍的理解一致，即黑洞只是由恒星形成的，最開始是超新星的產物。但是，我們真的能說黑洞是由恒星構成的嗎？

卡爾·薩格安在談到人類時曾說過一句名言：“我們是由恒星物質組成的”，意思是構成人類的元素，如碳、氫、氮和氧，都來自於恒星變成超新星並將它們散布到宇宙的過程。因此，在這個層面上，我們是由和黑洞一樣的物質組成的，都是恒星自我毀滅的分支，但人類和黑洞的對比也就到此為止。雖我們然知道很多關於人體運轉工作的知識，但對黑洞是如何運作的卻知之甚少，甚至對其中心發生的事情尚未有充足的把握。

問題是，因為任何足夠接近黑洞的物質都會被吞噬並消失，所以實際它的大部分區域並未由任何物質組成。在黑洞可怕而不同尋常的內心深處，是巨大的時空畸變。它們將大量物質以令人難以置信的密度壓縮到一個超乎想象的小點上。黑洞顛覆認知的實例如此之多，以至於我們對傳統物理學的理解在黑洞中心或奇點附近崩塌了。然而，反過來談論這個問題，我們又可以說黑洞實際上由任何物質組成。它們由坍縮星形成，坍縮星又是由氣體和坍塌的星雲形成的。

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這些是基本的宇宙學過程，但若將它們回溯得足夠遠的話，它們——連同宇宙中的其他一切——都是從相同的原料開始的。理論上，如果你有辦法把物質壓縮得足夠深，你就可以把任何東西變成一個黑洞。這根本就不可能，甚至在物理上和實際上都是不可能的。但這個想法來源於卡爾·史瓦西提出的史瓦西半徑的概念。它給出了一個方程式，用來計算一個東西必須壓縮到多深才能變成黑洞。

最終，如果一個物體的物理半徑被壓縮到小於它的史瓦西半徑，那麼它就會做到這一點！所以，極端假設地說，如果我們所有的質量都被壓縮得足夠深的話，任何東西都可能是黑洞：像建築物啦、汽車啦、棒球啦、鉛筆啦，甚至是人類自己。地球也有可能會變成一個黑洞，但在此之前，它所有的質量都必須被壓縮成一個只有8.7毫米的小點。然而在現實中，我們不必擔心。除非地球以某種方式變得比現在大得多，否則在自然界中不可能出現由地球引發的黑洞。

甚至我們的太陽的大小也不足以去形成一個黑洞。這並不是說這些生活中看似標准的事實阻礙了人們制造自己的小黑洞——抑或是其變體。例如，在2016年，物理學家傑夫·斯坦豪爾用聲波而不是光創造出了模擬黑洞，從而繞過了這個看似不可能的問題。這是一個聲音無法逃脫的地方，相對而言這是一個更簡單的概念，但仍然令人印象深刻！如果說有什麼不同的話，那就是像斯坦豪爾這樣的努力表明了真正的黑洞是多麼神秘，而我們自己卻沒有辦法一瞥。

我們所知道的是，黑洞最初是由普通物質形成的，但只有當其形成宇宙中最大的恒星時，也只有當這些恒星坍縮時才會形成黑洞。在大多數黑洞愛好者的腦子裏都有一個有關暗物質的問題，但那完全是另一個謎了！在我們能夠了解那些我們看不見的東西之前，它們是消亡的恒星的迷人產物。這就是黑洞的組成。你認為如何？還有什麼遺漏的嗎？請在評論中告訴我們。

by:G團今天營業了嗎，星繁, 是蘿卜啊