1樓：集錦科學
眾所周知，整個宇宙範圍內密度最大的物體就是黑洞，只要是移動到其事件視界範圍之內的物質，都會在它強大的引力作用下最終被吞噬。但是，黑洞也有不同的型別，比如，由我國天文學家發現的已知最大恆星質量黑洞lb-1，便是一種不同於中等質量恆星黑洞和超大質量黑洞的恆星質量黑洞。
而在所有大型星系中心，都普遍存在的超大質量黑洞，其平均密度則要比其他型別黑洞低得多，甚至可以低於我們地球上的空氣密度。原因並不複雜，一個黑洞的施瓦西半徑值和自身的質量成正比，但它的密度卻跟自身的體積成反比關係。也就是說，黑洞的半徑越大，意味著自身的密度越小，就連視界附近的潮汐力作用都會減弱。
一直以來，儘管科學家們已經對恆星質量黑洞的形成過程有所瞭解，但依然很疑惑為什麼宇宙中會有這麼多的超大質量黑洞。因為，即便大型恆星坍塌之後能夠形成質量也相對更大的黑洞，但為什麼每個星系中心的都有，怎麼可能有這麼多剛剛好的巧合呢？所以，科學家們疑惑這些宇宙中超大質量黑洞的形成，是否還與周圍的星際氣體和恆星有關？
超大質量黑洞的起源-原始氣體雲坍塌，為什麼不足以解釋所有現狀？
超大質量黑洞的起源之謎
黑洞跟宇宙中的其他事物一樣，除了有質量、密度和引力這些與施瓦西半徑值有關的屬性之外，同時也因為形成時間不同而有了年齡一說：
比如，誕生於宇宙大**後大約6.9億年的ulas j1342 + 0928，它的質量相當於10億個太陽加起來的總和。如此短的時間就形成質量這麼龐大的黑洞，的確很難通過現有的黑洞形成理論來合理解釋。
比如，早在多年之前，科學家們就在ngc 3842和ngc 4889星系中發現了兩個更特殊的超大質量黑洞，因為，它們的質量相當於太陽的97億倍以上。
而我國科學家發現的一個大約120億倍太陽質量的超大質量黑洞，由於它的形成時間大約在早期宇宙，就更難通過現有的黑洞形成理論來進行解釋了。
為什麼超大質量黑洞不都形成於原始氣體雲坍塌初期？
很多人都知道，恆星最初的質量會直接決定它的生命週期和演化階段。在宇宙空間中，有很多巨型雲層中都飽含星際氣體，而超大質量黑洞的誕生，很可能就始於這些雲層坍塌之後形成的恆星。然而，之前有研究表明，這種巨大雲層直接坍塌形成恆星的情況，應該只可能發生在金屬含量不高的雲層。
也就是說，在這些坍塌後形成超大恆星的雲層中，不能含有比氦和氫更重的一切元素，因為，此類重元素會導致雲層的動力學發生改變。而就這個過程的本質而言，其實就是氣體雲會因為金屬而變得冷卻。所以，當此類雲層因為自重而坍塌的時候所形成小恆星，完全不足以形成最終能夠演化為超大質量黑洞的恆星型別，這便是為什麼科學家們認為，宇宙各大星系中的超大質量黑洞，一定不都始於原始氣體雲坍塌的初期。
超大質量黑洞的前生-當巨型雲層中存在重元素，超大質量恆星如何形成？
日本國家天文臺表示：
即便巨型雲層中的確有部分重元素存在，但也可以通過之後的氣體積聚和恆星合併事件
，逐漸形成能夠演化為超大質量黑洞的超大質量恆星。這項研究結果，主要是通過「 aterui ii」這臺超級計算機模擬完成，3d高解析度模擬，完美的呈現了恆星在形成之後的生長過程。
巨大雲層破碎對超大質量恆星的形成有多大影響？
下圖中呈現的是：巨大雲層在坍塌之後的300年到600年時間中，那些可能演化為超大質量的恆星在質量上發生了怎樣的變化。每一行的金屬濃度都有所不同，而第一行則是不含重元素的雲層，而黑點所代表的恆星質量，會比可能被吞噬的白點所代表的恆星質量更大。
重元素的金屬性不僅導致了巨大雲層的冷卻和破碎，同時還產生了能夠讓小質量恆星和中心大質量恆星合併的強大氣流。所以，那些能夠形成超大黑洞的超大質量恆星，它們的誕生其實跟原始雲層的金屬性沒有太大關聯。
這便是為什麼它能夠解釋宇宙的各大巨型星系中，真實存在著數量龐大的超大質量星系，彌補了之前形成理論難以解釋的部分。
模擬結果證明了因為重元素而破碎的氣體雲，在形成大量小質量恆星之後，並沒有導致超大質量恆星在誕生數量上明顯減少。
簡單來說，雖然重元素的金屬效能夠冷卻雲層致其破碎，但並不足以導致那些能夠形成超大質量黑洞的大量恆星真的無法形成。
恆星質量的增長在氣體聚集和小質量恆星合併上是否對等？
雖然，超大質量黑洞只是黑洞型別中的一種，但科學家們探測到的每一個大型星系，其中心都至少存在一個超大質量黑洞。要知道，黑洞越大，它對周圍事物的影響也就越大，因為它的生長就是通過吞噬周圍的物質來實現。而形成超大質量黑洞的超大質量恆星，它們在演化過程中質量的變化也是相同的道理，並非所有恆星的質量在誕生的時候就決定了，而且，就連它們質量的增長方式也並不單一。
事實上，在雲層坍塌形成大量碎片的同時，其中心同時還存在著強大的氣流，而那些質量相對更小的恆星，則會被這股超強氣流引向中心位置，然後被等待著的超大質量恆星直接吞沒。
為了更直觀的呈現出那些最終能夠形成超大質量黑洞的恆星是如何得到自己的質量，在整個研究過程中，科學家記錄下了氣體聚集，以及小質量恆星合併對超大質量恆星的形成貢獻分別有多大：
在上面這張圖中，紅色的部分代表著恆星質量通過氣體聚集得到的增長情況，而綠色部分和藍色部分則示意的是恆星質量通過合併事件得到的質量增長，這兩個的區別只在於：兩者合併的恆星質量，分別為大於100個太陽質量和小於100個太陽質量。
總而言之，雖然重元素的金屬性導致了巨型雲層難以直接形成質量足夠大的恆星，但卻依然可以通過大質量恆星蠶食小質量恆星的這個過程，讓原本質量不足以演化為超大質量黑洞的恆星生長的越來越大。
超大質量黑洞的起源-跟我們自身是否有關，能解開宇宙中的哪些疑團？
就在我們的銀河系中心，同樣也存在一個全名為sagittarius a*的超大質量黑洞，我們通常將其叫做人馬座a*。從距離上來說，可能不少人會覺得這個離我們更近的黑洞，應該更有利於科學家們去觀察它的動態。
但事實並非如此，由於我們的地球所在的太陽系，與人馬座a*所在的銀河系都在同一個星系，反而給實際觀測帶來了諸多不便。
所以，科學家們通過事件視界望遠鏡拍攝到的第一張黑洞**，也並不是距離我們最近的人馬座a*，而是與地球像個5500萬光年遙遠的m87*黑洞，它的質量大概是太陽的65億倍左右。
大家可以看出，只有距離足合適且質量夠大的超大質量黑洞，才有可能被分佈在全世界的八個毫米/亞毫米波射電望遠鏡抓取到它的關鍵資訊。
瞭解各種型別黑洞的形成過程，不僅是認知黑洞這種宇宙物體本身的特性，同時也關乎到其他與黑洞同處一個星系中的其他星體。從恆星的形成，到整個星系的演化，其實都與星系中心的超大質量黑洞密切相關，而位於銀河系中、我們人類賴以生存的地球也同樣不會例外。
地球上的生命還能夠繁衍生息多久，除了會受到生活在地球上的生物影響之外，還跟地球之外的宇宙物體有關。比如，母恆星太陽自身演化階段的更迭，以及銀河系中超大質量黑洞的活動情況等。雖然，人類目前尚未實現對黑洞進行直接觀測，但通過科學家們的努力和科學技術的進步，黑洞這個宇宙中最神祕的物體之一，它和我們之間的距離已經越來越近。
2樓：科學知識萬能俠
黑洞就是由於恆星走向了末路，整個超大質量的天體坍塌，最後形成的黑洞。
3樓：快樂寶貝問題解決
我認為，用傳統哲學來看，應該是有關的，世上萬物都是相生相剋的。通過科學家的研究，從恆星的形成，到整個星系的演化，其實都與星系中心的超大質量黑洞密切相關，而位於銀河系中、我們人類賴以生存的地球也同樣不會例外。
4樓：小l不一樣
有關，因為這些都是相生相存的關係，缺誰都不可以，也因為這一關係才會形成這樣的黑洞。
5樓：偶獨傻笑
眾所周知，整個宇宙中最密集的物體是一個黑洞。在其事件範圍內移動的任何物質最終都將在其強大的引力作用下被吞噬。但是，黑洞也有不同型別。
例如，中國天文學家發現的最大的恆星質量黑洞lb-1是不同於中等質量恆星黑洞和超質量黑洞的恆星質量黑洞。
宇宙物理學，天體物理學和天文學有什麼區別
6樓：匿名使用者
天文學是一個廣泛的概念。只要研究內容與地球外的事物有關，就都是天文學的研究內容。
天文學經過數千年的發展，研究內容越來越專，越來越細，於是就產生了許多分支。專門研究天體結構與演化規律的天文學學科，就是天體物理學。其中又分行星物理學、恆星物理學等。
而以物理學方法，把整個宇宙作為研究物件的天文學分支，就是宇宙物理學了。就是用物理學的方法，研究宇宙整體的產生、演化規律的天文學學科。
宇宙學和天體物理學的區別在**
7樓：匿名使用者
天體物理學是應用物理學的技術、方法和理論，研究天體的形態、結構、化學組成、物理狀態和演化規律的天文學分支學科。宇宙學是從整體的角度來研究宇宙的結構和演化的天文學分支學科。
宇宙物理學、天體物理學和天文學有什麼區別？
8樓：夸克森林
天文學，天體物理學，宇宙物理學三者之間是包含的關係，前面的包含後面的，但由於現代的天文學主要依靠物理學理論研究，所以天體物理學幾乎和天文學等同了！而宇宙學則專門研究總體上的整個宇宙的情況，至少也是星系量級上的，而不包括行星、恆星這些。
所以你想探索地外生命，就學宇宙物理學！
9樓：匿名使用者
下面的解釋都有問題
宇宙物理學:是研究宇宙自誕生到現在的執行狀況，以及宇宙中神祕現象，但不包括地外文明
天體物理學：研究宇宙中天體的特徵，以及天體中間的關係等等天文學：是研究出了天體以外的包括星座和星體等等，和天體物理學差不多地外生命專門有探索機構，要學習生物和宇宙學，2個方面的知識
10樓：匿名使用者
我是學理論的，不是那麼清楚，但是考研時關注過一段時間，好像是天體物理是天文學裡面的一個方向，而宇宙物理學應該介於天文學和天體物理之間，
反正天文學應該是最廣泛的，星系，宇宙，大氣，應該都是天文的範疇，宇宙學不用說了，宇宙嘛，而天體物理應該只是有關天體運動有關的吧，應屬於宇宙學裡的一支，或者兩者，互不相干，因為有個班上宇宙學時我看他們的內容基本上都是關於宇宙的演化，星系形成，黑洞什麼什麼的。
學習天體物理學和宇宙學需要什麼數學基礎？
11樓：天若有情
必須學習數學物理：
1、微分方程的解算：很多物理問題，比如在經典力學和量子力學中求解運動方程，都可以被歸結為求解一定邊界條件下的微分方程。因此求解微分方程成為數學物理的最重要組成部分。
相關的數學工具包括：
常微分方程的求解
偏微分方程求解
特殊函式
積分變換
複變函式論
2、場的研究（場論）：場是現代物理的主要研究物件。電動力學研究電磁場；廣義相對論研究引力場；規範場論研究規範場。對不同的場要應用不同的數學工具，包括：
向量分析
張量分析
微分幾何
3、對稱性的研究：對稱性是物理中的重要概念。它是守恆律的基礎，在晶體學和量子場論中都有重要應用。對稱性由對稱群或相關的代數結構描述，研究它的數學工具是：
群論表示論
4、作用量（action）理論：作用量理論被廣泛應用於物理學的各個領域，例如分析力學和路徑積分。相關的數學工具包括：
變分法泛函分析。。。
。樓主可以想好了，沒有天賦，很難在這方面有成就的
超大質量黑洞的密度為什麼比水的密度還要低呢
黑洞密度無窮大指的是黑洞奇點的密度無窮大，如果以黑洞視界包裹區域為體積，黑洞的平均密度有可能比水密度還低，在黑洞奇點處，物質的形態與我們所知的任何物質都不一樣，也不再有元素的概念。黑洞黑洞是天文學中最神祕的天體，根據愛因斯坦的廣義相對論引力場方程，其中一個精確解為史瓦西解，描述的是一個不帶電荷和無角...
宇宙中質量最大的星球是什麼星球，宇宙中質量最大的星球是什麼？
目前已知質量最大的星球是一個叫r136a1的恆星。r136a1是一顆藍特超巨星，位在大麥哲倫星系的蜘蛛星雲中，是目前已知質量最大的恆星。這顆恆星的質量估計是265太陽質量 這顆恆星也列名在最亮恆星列表中，亮度是太陽的870萬倍 r136a1的表面溫度超過50000k，使它看上去呈藍色。光度是約870...
怎樣解釋和理解宇宙中的「奇點」 黑洞中心也算是奇點吧？）
黑洞是宇宙中的一種特殊的天體，它不發光，不發熱，密度極大。根據牛頓的萬有引力，它能吸住許多其他天體。但根據質量守恆定律，被吸的物體不會消失，所以科學家 黑洞附近一定有個白洞，但白洞說還未被證實。要理解奇點,首先你得承認宇宙是由所謂的 大 演化而來的.那麼,是從哪開始的呢?就是 奇點 因為它無限小又無...