宇宙的终极宿命，会是彻底“黑化”吗？｜理性派对第三季(2)

这是一种简单的黑洞形成情况。还有一种我们已经知道存在的黑洞叫做超大质量黑洞，它们处于星系的中心。
段玉龙：超大质量黑洞跟太阳质量黑洞比起来，到底“超大”到多少？这么大的黑洞又是怎么形成的呢？
张双南：超大质量黑洞至少有百万倍的太阳质量以上。超大质量黑洞的形成要比张帆所讲的太阳质量黑洞稍微复杂一点。它并不是生来就这么大的，而是通过后天吸收星系里的气体、恒星长大的。但这些黑洞是怎么长大的，现在还不是太清楚。
段玉龙：除了刚才二位老师所讲述的，黑洞的形成还有其他方式吗？
张帆：还有一种是现在大家正在找的中等质量黑洞。它属于几百到几千太阳质量的水平。
恒星的大小有一个限度，恒星如果太大，它自己发光就会把自己的外围吹走，所以它们的质量上限大概为几百个太阳质量。而恒星在爆炸时会丢掉很多东西，所以黑洞的质量又会远远小于原来的恒星。但在宇宙早期物质密度特别大的时候，如果密度的变化能达到10%的话，大概是可以产生一千个左右太阳质量的黑洞。这种情况下产生的中等质量黑洞叫做原初黑洞。
当然还有通过小黑洞碰撞，两个质量变四个质量这样慢慢长上去的形成情况。通过引力波已经观测到这种情况的产生。
张双南：中等质量的黑洞的形成还有另外一种可能性，即通过恒星团形成。恒星是由宇宙早期的气体形成的，且分布较不均匀，在某些地方数量会特别多。若一定空间内恒星过多，它们之间便会形成干扰，从而导致恒星团因不稳定而塌缩，最终形成中等质量的黑洞。
这也是中等质量恒星形成的一种可能性，但目前没有观察到过这种情况。人们只是通过在有些星团的中心发现过这样中等质量黑洞的证据，来推测这很有可能是由星团中心一堆恒星塌缩形成。
所以我们总结一下，制作黑洞“大餐”的厨师可能是恒星自己，也可能是一堆恒星，也可能是宇宙早期的特别大的恒星，还可能是暗物质。
另外还有一种可能性——宇宙大爆炸，宇宙大爆炸发生在宇宙早期，与我们今天谈到的黑洞之间联系非常紧密。宇宙大爆炸并不是稳定的、均匀的，在爆炸过程中由于量子力学的原理必须要有涨落。这种涨落导致每个地方的密度具有差异性，密度高的区域就可能形成量子黑洞，即宇宙早期的量子黑洞。
量子黑洞的意思是说它的性质类似于一个量子，它的密度极高，但质量较小，应该会产生霍金辐射。霍金辐射是霍金最伟大的科学成就，然而很遗憾，一直等到霍金去世，霍金辐射也没有被观测到。科学理论没有经过验证就不知道对错，但是我们认为霍金辐射是合理的，没有道理不对。