人类有史以来直接拍到的第一张黑洞照片终于出来了,不是我们此前预料的银河系中心黑洞,而是5350万光年外的室女A星系(M87)中心的黑洞。M87黑洞虽然离我们距离遥远,然而由于它质量达到了太阳质量的66亿倍,比我们银河系中心黑洞的410万倍太阳质量大了整整1600倍,因而仅比从地球上看银河系中心黑洞的视角稍微小了那么一点点。
那么,这个黑洞的视界尺寸,也就是我们看到的中间那团黑色的阴影究竟有多大呢?
根据目前的观测和计算,M87的超大质量黑洞直径为0.39光年,也就是370亿公里左右,大约247个天文单位,半径就是123个天文单位。我们地球的直径是12742公里,需要把290万个地球紧密地连在一起,才能从这个黑洞的一头排到另一头。
可能有人还是没什么概念,我们再来看看我们的太阳系,最远的行星是海王星,离太阳约30个天文单位。即使把人类现在飞得最远的航天器旅行者1号和2号到达的日球层顶作为太阳系的边缘,其迎风面距离太阳大约80到100个天文单位,顺风面大约在200天文单位处,也就是说整个太阳系才刚刚能把M87的黑洞装下。
这就意味着,如果M87在我们太阳系中,我们发射的飞得最远的飞行器旅行者一号,才刚刚飞出它的视界123个天文单位处,到达了143.6个天文单位的地方;而旅行者2号,现在还在120个天文单位处,还需要1年才能飞出黑洞的视界呢。
你可能会想,太恐怖了,这么大的黑洞,要吸多少东西进去才够它装啊?事实上,M87黑洞每年会将2到3个太阳质量的气体吸到它周围盘旋,无法逃脱,每10年会吞掉一个太阳的物质,相当于每天会吃下91个地球。如此庞大的身躯,它的吃相和视觉中国比起来,似乎也太文雅了吧。
那么M87超大质量黑洞,视界内的密度究竟有多大呢?结果可能会让你大吃一惊。这里有一个计算黑洞密度的公式,非常简单:p=7.335*10^79/M^2(千克/立方米)。我们把它的质量66亿倍太阳质量代入进去,太阳质量取2x10^30公斤,其结果是0.42千克/立方米。
我们知道,标准条件下空气的密度是1.29千克/立方米,这就意味着,如果把这个黑洞放到我们的大气层里,它将会像氢气球一样蹭蹭蹭一直往上窜!当然了,我们的大气层也没有这么大的空间供它上升,即使有,我们的大气层也会马上就坍缩成一个黑洞!
事实上,如此巨大的黑洞是很温柔的,不像一些小质量的黑洞,如果你不慎掉进去,会把你扭成意大利面条痛苦撕裂;超大质量的黑洞,你掉进去的时候甚至不会有什么感觉,因为作用于你头上和脚下的潮汐力基本是差不多的,你根本不会感觉痛苦,反而可以饶有兴致地欣赏周围的风景,只是我们再也无法在这个世界看见你了而已,你去了哪个地方,从你进入视界那一刻,这个世界就再也不会有任何人知道了。
徐德文科学专栏:
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