最早的黑洞究竟从何而来,宇宙大爆炸吗?
宇宙中黑洞是由超新星爆炸时大质量恒星的核心坍塌形成的。这样一颗巨大恒星的质量可能有五个或更多个太阳,它的核心有着强大的引力,当先前支撑它的核反应衰变并消亡时,它会在自身重量下崩塌,产生足够的力将其原子碎裂成亚原子粒子。最终的形成的是一个具有巨大质量的奇点,它的引力如此强大,以至于任何东西,甚至光,都无法逃脱。目前关于最早的黑洞来源,有两种理论说法。
有一种理论认为,所有的黑洞都是以这种方式产生的,因此第一批黑洞不可能在第一代巨星(也许是大爆炸后的3亿年)之后形成的。根据这一模型,第一个黑洞作为星系核,从周围的宇宙中吸收原始恒星形成物质,并不断扩大,形成“超大质量”黑洞,质量达数百万个太阳,是当今许多星系的核心。2011年,美国宇航局的钱德拉X射线天文台证实,在许多遥远的古老星系的心脏中存在着不断增长的黑洞,这也支持了这一理论。
但另一种理论认为,第一批黑洞诞生于137亿年前的大爆炸中。这一观点的支持者认为,在创世的最初时刻,压力和温度都非常大,物质密度的轻微波动可以自发地产生黑洞,然后黑洞可能成为后来恒星和星系形成的种子。这个模型最大的问题是它应该创造出从微观到超大尺寸的黑洞。很小的黑洞很难被发现,但是预测的位于恒星和超大质量类型之间的“中等质量”黑洞,应该很容易找到,但目前为止,它们仍然非常稀有。
科学家们曾经认为黑洞只有小尺寸和大尺寸,但最近的研究揭示了中型黑洞存在的可能性。当星团中的恒星发生连锁反应相撞时,就会形成这样的天体。在同一区域形成的多个中型黑洞最终会一起落在星系中心,形成一个超大质量的黑洞。2014年,天文学家在一个螺旋星系的臂部发现了一个中等质量的黑洞。