看見黑洞

就在不久前的4月10日晚上，一張照片震驚了全球，在網路上瘋傳。這張照片正中間有一個黑黑的圓形，外圍有著像太陽又像火焰的光芒，有人覺得像日蝕，也有人笑稱是甜甜圈，但都不是，它是人類第一次拍到的黑洞！


什麼是黑洞？

不過，黑洞到底是什麼？是黑黑的洞嗎？

黑洞其實不是洞，而是宇宙中質量超級大的天體，而且它的質量集中在非常小的空間，也就是密度很高的意思。天體質量大、密度高，重力就大，會把靠近它的物體吸過去，這個道理和太陽吸引地球等行星繞著它轉一樣，只是黑洞的重力比太陽大多了，任何物質只要靠得太近都會被吸進去，就連光也逃不出來。正因為無法放出任何光，所以黑洞「黑」得不得了，就彷彿宇宙在那個位置破了一個洞似的。

黑洞周圍連光也逃不出的範圍邊界稱為「事件視界」，範圍的半徑則稱為「史瓦西半徑」。黑洞的質量愈大，史瓦西半徑愈大，影響範圍也愈大。在事件視界之外的物質，只要繞著黑洞運行的速度夠快，就不會被吸入，所以，不用擔心黑洞會像個怪獸一樣把整個宇宙吃光光，只要距離夠遠，我們還是可以安全存活的。

這麼神奇的天體是怎麼形成的？有些來自巨大的恆星。恆星是像太陽這樣會自行燃燒發光的天體，當恆星燃料漸漸燒光，會漸漸往內部核心收縮，如果恆星質量很大─比太陽還大25倍以上，就會收縮得非常緊密，不僅原子緊緊擠壓在一起，甚至連原子核內的質子和中子都會擠碎，最後形成把附近所有物質都吸入的黑洞。

宇宙這麼大，比太陽大的恆星當然不少，所以可以想像，宇宙中其實有很多黑洞存在。另一方面，有些黑洞有數百萬、甚至數十億個太陽質量那麼大，稱為「超大質量黑洞」，科學家目前還無法確定它們是如何形成的。許多星系的中心都有超大質量黑洞存在，我們所在的銀河系也有。銀河系中心的黑洞叫做人馬座A*，估計有400萬個太陽的質量！......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年6月 ]