银河系中心有一个黑洞，名为人马座A *，质量为400万倍的太阳质量，它承载着整个银河系的运转，银河系的各大旋臂都要围绕着这个巨大的黑洞运行，它也是距离地球最近的一个射电波源，距离太阳系2万6千光年。
在银河系之内，肯定不止人马座A *这一个黑洞，在其他地方也有大质量黑洞，不过距离人马座A *非常之远，这些不在同一个位置的黑洞在一起维持了整个银河系的稳定运行，难道银河系中心就真的只有人马座A *这一个超大质量黑洞吗？星系形成的性质表明答案是否定的，这一点，著名物理学家爱因斯坦或许也犯了错误。
从最初的星系的形成到黑洞的产生，恒星甚至行星的引力的相互作用，它们一起形成了许多有关的系统，但是在这些天体系统之中，黑洞是一个有趣的系统，超大质量的黑洞和围绕它们的密集恒星环境代表了我们宇宙中最极端的地方之一。
自从宇宙大爆炸结束后，人马座A *就一直待在银河系中心，让银河系稳定运行，其质量约为太阳质量的400万倍，黑洞是太空中引力巨大，粒子或光都无法从其逃逸的天体。在人马座A *周围都是一些密集的恒星簇。这些恒星簇围绕其运转，在恒星簇中的各大恒星，都有其准确的运行轨道，科学家们对这些恒星轨道的精确测量，使人类能够确认这个超大质量黑洞的存在以及对它的测量工作。
90年代开始到现在的20多年来，科学家们一直在监视人马座A *周围这些恒星的轨道，根据天体物理学家们的观察和测量发现，人马座A *并不是一个“人”孤单的待在银河系中心，其附近可能会有第二个黑洞，其质量至少是太阳质量的10万倍。
人马座A *这个超大质量黑洞，其实并不孤单
包括我们的银河系在内的每个星系，其中心都有一个超大质量的黑洞，其质量是太阳质量的数百万至数十亿倍，虽然我们都知道这个定律，但是天文学家们仍在研究为什么每个星系的中心都会有一个超大质量的黑洞的问题，针对这个问题，天文学界和物理学界共同产生了一个想法——每个星系中心的超大质量黑洞周围其实还伴随着一个普通黑洞，让其能够在星系中心稳定的运行。
在我们银河系的中心，有一个超大质量的黑洞，位于人马座A区。它的质量约为太阳质量的400万倍。
这个想法并不容易理解，要理解这个想法，我们需要将时间倒退回到大约1亿年前的宇宙时代，去到第一个星系时代。在该时代所运行的星系，比现在所发现的某些星系要小，比银河系重约10,000倍或更多倍。在这些早期星系中，首批死亡的恒星产生了黑洞，其质量约为太阳的数万倍至上千倍，这些黑洞在运行的过程中沉入重心（重心是宿主星系的心脏）。由于星系是通过相互融合和碰撞而演化的，所以星系之间的碰撞会使各个星系之中的黑洞产生碰撞并且增大，随即将导致超大质量黑洞的产生。
如果确实超大质量黑洞有另一个黑洞绕着它绕着公转，那么银河系的中心就锁定在了一个复杂的“舞蹈”之中，两个黑洞相互之间的引力还将对附近扰乱其轨道的恒星施加自身的吸引力，同时，两个超大质量黑洞相互环绕，每个黑洞都对周围的恒星施加自己的吸引力。
黑洞的引力拉动这些恒星并使它们改变轨道，在绕超大质量黑洞对旋转一圈之后，一颗恒星将不会精确地回到其开始的位置。利用我们对可能的超大质量黑洞对与周围恒星之间引力相互作用的理解，天文学家可以预测恒星将发生什么，然后可以确定恒星的可能轨道，并找出超大质量黑洞是否具有正在施加引力影响的“伙伴”，即伴随黑洞。
利用一颗称为S0-2的恒星，每16年绕行一次位于银河系中心的超大质量黑洞，我们就可以排除存在第二个质量超过100,000倍的超大质量黑洞的想法，太阳的质量，其距离比太阳与地球之间的距离大200倍。如果人马座A *周围有一个普通黑洞的话，那么它必定会对SO-2的轨道产生影响。
但这并不意味着较小的黑洞无法隐藏在人马座A *周围，这样的黑洞可能不会以我们人类可以轻松测量的方式改变SO-2的轨道，超大质量黑洞最近引起了很多关注，最近在银河系M87中心出现了另一个大质量黑洞打开了一个新的研究窗口，可以让天文学家们理解黑洞背后的物理现象。
位于M87星云中的黑洞，人类历史上第一个拍摄到的黑洞图像
隐藏在超大质量黑洞中的物理学
在银河系中心的附近，距离地球24,000光年远的地方为解决超大规模黑洞的基本物理学问题提供了一个独特的实验室，在银河系中心发现一对超大质量黑洞将表明银河系在过去的某个时间与另一个可能很小的星系合并了。
监视周围的恒星并不能告诉我们所有这些，对恒星S0-2的测量使科学家能够对爱因斯坦的广义相对论进行独特的测试。2018年5月，S0-2越过了超大质量黑洞，其距离仅为地球与太阳距离的130倍，根据爱因斯坦的理论，恒星发出的光的波长应在其从超大质量黑洞的深引力井中爬升时伸展。
爱因斯坦预测的拉伸波长（使恒星显得更红）被检测到，并证明了广义相对论准确地描述了 这个极端引力区内的物理学，许多天体物理学家相信都在等待着16年后再次接近S0-2，在16年后众多天体物理学家将能够检验爱因斯坦对广义相对论的更多预测，包括恒星拉长轨道方向的变化。当然，这是建立在人马座A *周围没有其他大质量黑洞的前提上，如果人马座A *周围确实存在着超大质量黑洞有，这就会改变爱因斯坦的预期结果。
两个黑洞合并产生引力波
最后，如果银河系中心有两个巨大的黑洞互相绕行，它们将发出引力波，自2015年以来，激光干涉引力波天文台一直在探测恒星质量黑洞和中子星产生的引力波辐射，如果人马座A *周围确实存在另一个大质量黑洞，我们将会通过激光干涉引力波天文台来确认此黑洞存在与否，但是不得不说，爱因斯坦确实很伟大，不管最终他的预测是对错与否，它的贡献对于人类来说都是不可磨灭的，让我们静静等待揭开真相的那一天的到来吧!
原文地址：今日头条 | 
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发表于 2019-12-19 21:43:09
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