宇宙中究竟有多少个黑洞？最新数字：4000亿亿个！

宇宙中究竟有多少个黑洞？这是现代天体物理学和宇宙学领域最紧迫的问题之一，科学家们现在终于给出了答案！

意大利国际高等研究院（SISSA）等机构的科学家在最新一期《天体物理学杂志》上撰文称，他们首次对恒星级黑洞的数量进行统计，计算出了其在整个宇宙中的分布情况，并据此计算出目前可观测宇宙中黑洞的数量约为4000亿亿个。

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在最新研究中，科学家们将SISSA研究人员马里奥·斯佩拉博士开发的最先进的恒星和双星演化算法SEVN与星系相关的物理性质（特别是恒星的形成率、恒星级黑洞的数量以及星际介质的金属含量等性质）的经验公式进行了很好地整合，研发出了一种独特的计算方法，得出了上述结论。

恒星级黑洞的质量介于几个到几百个太阳质量之间，源于大质量恒星生命的末期，新研究指出，宇宙中约1%的普通物质被“锁”在恒星级黑洞内。

研究人员解释称：“恒星的形成率等性质都是定义恒星级黑洞数量和质量的重要元素，借助于新计算方法，我们得出了恒星级黑洞的数量及其在整个宇宙历史中的质量分布，并据此得出了整个可观测宇宙中黑洞的数量。”

研究第一作者阿利克斯·西西莉亚博士评论道：“这是科学家们首次计算恒星级黑洞的数量，而且得出了迄今最扎实的结论。”

这项研究涵盖恒星天体物理学、星系形成和演化、引力波和多信使天体物理学的各个方面，为进一步研究恒星级黑洞及其起源奠定了坚实基础。”

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黑洞连光都可以吸入，所以它本身不可见，但我们可以看到黑洞周围的发光物质，其亮度可以超过其宿主星系中所有恒星的总和。

黑洞的形成和恒星的坍塌脱不了关系。中国古代就有记录，某一天天空突然冒出了一颗特别亮的星星。后来我们才知道，那颗星星是因为“体重”超标，在自身重力的作用下自己塌陷了，同时伴随着强烈的辐射，我们才看到它发出的很亮的光。

1783 年，英国的地质和天文学家约翰·米歇尔在研究牛顿引力方面的工作时发现：当一颗天体的密度足够大时，它的引力将会强大无比，靠近它的一切物质将被吸引进去。

1915年，爱因斯坦提出了广义相对论，几个月之后，身处德国战场的施瓦西在对爱因斯坦场方程做了球形近似之后，就得到了场方程的精确解，这个解体现了一个没有转动的黑洞，这就是我们现在所熟知的施瓦西黑洞。在我们所了解的真实宇宙中，几乎所有的天体都有角动量，都是处于转动状态，所以大家并不相信施瓦西得到的这个没有转动的解真实存在。

在接下来的几十年中，因为战争不断，相关天文观测十分匮乏。而在理论方面，奥本海默和他的学生在20世纪30年代末期作出了仅有的发现：大质量恒星最后死亡的时候，假如是球对称坍缩，那么，最后会形成一个奇点，这就是我们所说的黑洞。

1979 年，学者让-皮埃尔·卢米涅（ Jean-Pierre Luminet ）通过计算机计算，徒手画出了第一张黑洞效果图。

从此，人类对黑洞的想象进入视觉阶段。

第一张黑洞效果图

1989 年，让·阿兰·马尔克（ Jean-Alain Marck ）用电脑模拟出了各个角度的黑洞，它们像是飞碟，又像是俯视的灯笼。

模拟经过黑洞

2000 年之后，随着科学技术的进步，科学家模拟出了星系经过黑洞的扭曲画面。2014 年，导演诺兰甚至在科幻电影《星际穿越》中给出了最为“真实”的黑洞画面。

电影《星际穿越》中的黑洞

2015 年，人类首次探测到引力波，为黑洞的存在提供了第一个具体证据。科学家形容，那是人类第一次“听”到了黑洞。

2019年4月10日，黑洞事件视界望远镜（Event Horizon Telescope， EHT）合作组织协调召开全球六地联合发布了人类首张黑洞照片。自此从强引力场的角度验证了爱因斯坦广义相对论。

人类首张黑洞照片 M87星系中心超大质量黑洞（M87*）的图像，图中心的暗弱区域即为“黑洞阴影”，周围的环状不对称结构是由于强引力透镜效应和相对论性射束（beaming）效应所造成的。由于黑洞的旋转效应，图片上显示了上（北）下（南）的不对称性。

黑洞研究对科学的发展有啥意义呢？

对科学家而言，对黑洞的研究除了让我们更加理解天体演变的自然规律，更重要是理解量子力学和引力理论的关系以及黑洞在宇宙演化中的作用。

目前已知的是：黑洞里面仍然有时间和空间，有可能黑洞真的是长生不老，而且会长得越来越大，越来越胖。那么人“掉”入黑洞会怎样？会落入黑洞的中心奇异点吗？希望有一天，科学家们可以给我们答案。

综合来源：科技日报、中科院高能所、新华网、中国科普博览等

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