哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測證實(shí)，所有已知星系的中心都有一個(gè)巨型黑洞，這些黑洞的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的數(shù)百萬倍到數(shù)百億倍，牢牢地將星系控制在自己周圍，以至于在宇宙的空間膨脹中，星系并不會(huì)跟著一起膨脹，就像氣球表面粘著的硬幣，而不是畫在氣球上的斑點(diǎn)，斑點(diǎn)會(huì)擴(kuò)大，而硬幣不會(huì)。當(dāng)然這不完全是黑洞的功勞，實(shí)際上黑洞的貢獻(xiàn)有限，星系中的暗物質(zhì)和恒星、氣體才是星系凝聚在一起的主要力量。據(jù)觀測，宇宙中離我們較近的星系，其質(zhì)量差不多都是中心巨型黑洞質(zhì)量的700倍，黑洞只是中心那一小點(diǎn)，似乎只起到了種子的作用?？雌饋硎窍扔辛撕诙?，不斷吸積氣體聚集在周圍，才逐漸形成了星系。但是且慢，為什么不能先有星系形成，然后物質(zhì)坍縮在一起形成了中心的黑洞呢？究竟是先有黑洞還是先有星系？新時(shí)代的先有蛋還是先有雞難住了無數(shù)科學(xué)家。
一個(gè)由德國和美國科學(xué)家組成的小組，利用斯隆數(shù)字巡天的觀測數(shù)據(jù)，對12萬個(gè)星系分析后，得出了一個(gè)結(jié)論：黑洞和星系密不可分，它們很可能是同時(shí)形成的。他們發(fā)現(xiàn)其中兩萬個(gè)星系中心的黑洞都比銀河系的黑洞大得多，仍處于成長階段，不斷吸積周圍的氣體而長大。這種觀點(diǎn)比較曖昧，并沒解釋清楚先有黑洞還是先有星系，哪怕它們同時(shí)形成，也會(huì)有個(gè)先后順序。
美國國家射電天文臺(tái)和加州理工學(xué)院的另一組科學(xué)家，通過觀察宇宙大爆炸約10億年后形成的早期星系，發(fā)現(xiàn)這些星系的質(zhì)量大約是其中心黑洞質(zhì)量的30倍。而離我們較近的星系（近期形成的星系）這個(gè)數(shù)值是700倍，也就是說近期星系的星系黑洞質(zhì)量比遠(yuǎn)大于早期星系，證明是先形成了黑洞，黑洞不斷吸積周圍物質(zhì)再形成星系，在億萬年的過程中，星系慢慢擴(kuò)大成今天這樣的規(guī)模。
不過這個(gè)觀點(diǎn)還需要更多證據(jù)的證明，實(shí)際上大爆炸后的氣體在引力作用下逐漸聚集在一起，也可能先形成一些恒星，聚集成星系后，中間恒星再坍縮成黑洞，逐漸吸積周圍物質(zhì)慢慢長大，演化成巨型黑洞，從而得出先有星系后有黑洞的結(jié)論。更靠譜的解釋也許是，巨型黑洞的形成和星系的形成確實(shí)是同時(shí)進(jìn)行的，當(dāng)氣體向剛形成的中心黑洞移動(dòng)時(shí)，一些被黑洞俘獲成為食物，另一些則成為周圍新星體誕生所需的燃料。
要解開先有黑洞還是先有星系的未解之謎，還需我們建造更強(qiáng)大的觀測系統(tǒng)，探索到宇宙大爆炸后第一顆恒星，第一個(gè)星系的形成。和先有蛋還是先有雞這個(gè)無解的謎題不一樣，也許先有黑洞還是先有星系這個(gè)謎題最終會(huì)有一個(gè)圓滿的答案。
更多靠譜原創(chuàng)科普探索文章，請訂閱頭條號(hào)、微信公眾號(hào)：徐德文。
聯(lián)系客服
