銀河系中心存在超級(jí)大質(zhì)量黑洞的證據(jù)和依據(jù)

【摘要】銀河系在宇宙中是完全獨(dú)立的一個(gè)星系，河外星系距離銀河系相當(dāng)?shù)倪b遠(yuǎn)，影響非常的微弱。銀河系內(nèi)部擁有近2000億恒星，這些恒星能夠圍繞銀河系的中心長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，證明中心絕對(duì)具有超級(jí)質(zhì)量的星體。經(jīng)過(guò)我們認(rèn)真的科學(xué)計(jì)算，獲得這個(gè)超級(jí)星體的質(zhì)量超過(guò)1000億太陽(yáng)質(zhì)量。這個(gè)1000億太陽(yáng)質(zhì)量的星體完全能夠?qū)崿F(xiàn)原子結(jié)構(gòu)塌陷。并且我們還計(jì)算出這個(gè)黑洞星體的“視界線”達(dá)到了超級(jí)的2688億公里的遙遠(yuǎn)事件視界距離，我們的證據(jù)完全能夠證明銀河系中心的星體，是一個(gè)超級(jí)大質(zhì)量黑洞體。

【關(guān)鍵詞】黑洞；銀河系中心星體；超級(jí)大質(zhì)量黑洞；原子結(jié)構(gòu)塌陷；史瓦西半徑；視界線

1.有關(guān)銀河系和黑洞的介紹

銀河系側(cè)看像一個(gè)中心略鼓的大圓盤(pán)，整個(gè)圓盤(pán)的直徑約10萬(wàn)光年，太陽(yáng)系位于距銀河系中心約2.6萬(wàn)光年處。鼓起處為銀心是恒星密集區(qū)，故望去白茫茫的一片。銀河系俯視呈旋渦狀，有4條螺旋狀的旋臂從銀河系中心均勻?qū)ΨQ地延伸出來(lái)。銀河系中心和4條旋臂都是恒星密集的地方；太陽(yáng)位于一條叫做獵戶臂的支臂上，距離銀河系中心約2.64萬(wàn)光年，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；太陽(yáng)繞銀心旋轉(zhuǎn)一周約需要2.5億年。銀河系有兩個(gè)伴星系：大麥哲倫星系和小麥哲倫星系；與銀河系相對(duì)的稱之為河外星系。

銀心：星系的中心凸出部分，是一個(gè)很亮的球狀，直徑約兩萬(wàn)光年，厚約一萬(wàn)光年，這個(gè)區(qū)域由高密度的恒星組成，很多證據(jù)表明，在中心區(qū)域存在著一個(gè)巨大的黑洞，星系核的活動(dòng)十分劇烈。核球的中心部分是銀核；它發(fā)出很強(qiáng)的射電、紅外、X射線和γ射線；其性質(zhì)尚不清楚，可能包含一個(gè)黑洞。但是由于目前對(duì)大質(zhì)量的黑洞還沒(méi)有結(jié)論性的證據(jù)，所以天文學(xué)家們謹(jǐn)慎地避免用結(jié)論性的語(yǔ)言提到大質(zhì)量的黑洞。

銀暈：銀河暈輪彌散在銀盤(pán)周圍的一個(gè)球形區(qū)域內(nèi)，銀暈直徑約10萬(wàn)光年，這里恒星的密度很低，分布著一些由老年恒星組成的球狀星團(tuán)，有人認(rèn)為，在銀暈外面還存在著一個(gè)巨大的呈球狀的射電輻射區(qū)稱銀冕，銀冕至少延伸到距銀心32萬(wàn)光年遠(yuǎn)。銀河系是一個(gè)Sb或Sc型旋渦星系，擁有近二千億顆恒星，為本星系群中除仙女星系外最大的巨星系。

1971年英國(guó)天文學(xué)家林登·貝爾和馬丁·內(nèi)斯分析了銀河系中心區(qū)的紅外觀測(cè)和其他性質(zhì)，指出銀河系中心的能源應(yīng)是一個(gè)黑洞，并預(yù)言如果他們的假說(shuō)正確，在銀河系中心應(yīng)可觀測(cè)到一個(gè)尺度很小的發(fā)出射電輻射的源，并且這種輻射的性質(zhì)應(yīng)與人們?cè)诘孛嫱郊铀倨髦杏^測(cè)到的輻射性質(zhì)一樣。三年以后，這樣的一個(gè)源果然被發(fā)現(xiàn)了，這就是人馬A；人馬A有極小的尺度，只相當(dāng)于普通恒星的大小，發(fā)出的射電輻射強(qiáng)度為2*10（34次方）爾格/秒，它位于銀河系動(dòng)力學(xué)中心的0.2光年之內(nèi)。人馬A的周圍有速度高達(dá)300公里/秒的運(yùn)動(dòng)電離氣體，也有很強(qiáng)的紅外輻射源。已知所有的恒星級(jí)天體的活動(dòng)都無(wú)法解釋人馬A的奇異特性。因此，人馬A似乎是大質(zhì)量黑洞的最佳候選者。

黑洞：是一種引力極強(qiáng)的天體，就連光也不能逃脫。當(dāng)恒星的史瓦西半徑小到一定程度時(shí)，就連垂直表面發(fā)射的光都無(wú)法逃逸了；這時(shí)恒星就變成了黑洞。黑洞還存在一個(gè)邊界，稱作事件視界，它和剛好不能從黑洞逃逸的光線的軌跡相重合。視界線（event horizon）：天文學(xué)術(shù)語(yǔ)，指黑洞的邊界，在此邊界以內(nèi)的光無(wú)法逃離。

2.詳細(xì)的計(jì)算公式和論證過(guò)程

我們首先考慮排除其他星系的干擾和影響：銀河系在浩瀚的宇宙中是一個(gè)完全獨(dú)立的星系，離銀河系最近的人馬矮星系距離有8萬(wàn)光年，接下來(lái)是大麥哲倫約16萬(wàn)光年，小麥哲倫約19萬(wàn)光年，其他的星系就更加遙遠(yuǎn)了。其他的星系對(duì)銀河系，以及對(duì)銀河系內(nèi)部的恒星，產(chǎn)生的影響作用，是相當(dāng)微弱的。同時(shí)還由于銀河系與最近星系的距離至少都有8萬(wàn)光年的遙遠(yuǎn)距離，并且所有的星系都擁有超級(jí)的質(zhì)量，如果要讓銀河系與其他星系匯聚到一起，星系做遠(yuǎn)距離的移動(dòng)，所需要的能量是一個(gè)超級(jí)的數(shù)字！因此，讓它們聚到一起是很困難的，也是非常不容易實(shí)現(xiàn)的。事實(shí)證明：銀河系統(tǒng)治范圍內(nèi)的近2000億恒星，能夠長(zhǎng)年累月的圍繞銀河系的中心運(yùn)轉(zhuǎn)，說(shuō)明銀河系的中心有一個(gè)超級(jí)質(zhì)量的星體存在，并且現(xiàn)在還時(shí)時(shí)刻刻的吸引和控制著它們。

另外還有：對(duì)于我們的太陽(yáng)來(lái)說(shuō)，銀河系內(nèi)部的其他恒星離我們的太陽(yáng)，也都是比較遙遠(yuǎn)的；離得最近的比鄰星也達(dá)到40萬(wàn)億公里的遙遠(yuǎn)距離。由于銀河系內(nèi)部的恒星間距非常遙遠(yuǎn)，所以它們相互間也幾乎沒(méi)有引力影響。因此，在銀河系的內(nèi)部，恒星與恒星之間的引力影響，也是可以忽略和排除的。巨大的距離數(shù)據(jù)說(shuō)明，銀河系以外的影響作用，和銀河系內(nèi)部的其他恒星，對(duì)我們太陽(yáng)產(chǎn)生的影響作用都是非常小的（完全可以忽略）。因此我們可以很簡(jiǎn)單的，把我們太陽(yáng)與銀河系中心的星體之間，建立起一個(gè)非常簡(jiǎn)單的，完全獨(dú)立的，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)考慮。（銀河系內(nèi)部其他恒星，與銀河系中心的星體之間，也是完全獨(dú)立的點(diǎn)與點(diǎn)引力關(guān)系）。

我們把銀河系中心的星體（黑洞體）當(dāng)成一個(gè)獨(dú)立的“質(zhì)點(diǎn)”；再把我們的太陽(yáng)當(dāng)成一個(gè)獨(dú)立的“質(zhì)點(diǎn)”。我們完全可以按照太空中比較簡(jiǎn)單的，兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”之間的引力關(guān)系公式來(lái)計(jì)算它們之間的引力大小。參考的數(shù)據(jù)是：太陽(yáng)到銀河系核心的距離：2.5×10^17 公里（約26000光年）；太陽(yáng)的質(zhì)量：1.9891×10^30 千克（為方便計(jì)算，?。?.0×10^30 千克）；（環(huán)繞銀河系中心的軌道）速度：每秒220公里；引力常數(shù)G=6.67×10^-11。向心力公式：F向=mv^2/R；萬(wàn)有引力公式：F=GmM/r^2

經(jīng)過(guò)我們的公式計(jì)算：銀河系中心星體對(duì)我們太陽(yáng)的引力是：F向=mv^2/R =3.872×10^20牛頓（N）。我們?cè)俑鶕?jù)它們的萬(wàn)有引力關(guān)系，計(jì)算銀河系中心星體的質(zhì)量。我們采用萬(wàn)有引力公式來(lái)計(jì)算另外一個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”的質(zhì)量：F=GmM/r^2，得到銀河系中心的星體質(zhì)量M=Fr^2/Gm=1.814×10^41千克（或者1.814×10^38噸）。這個(gè)質(zhì)量數(shù)據(jù)和太陽(yáng)質(zhì)量數(shù)據(jù)相比，大約是我們太陽(yáng)質(zhì)量數(shù)據(jù)的1000億倍。因此我們得出：銀河系中心星體的質(zhì)量大約為1000億太陽(yáng)質(zhì)量。

讓我們意想不到的是，我們的計(jì)算結(jié)果與一些國(guó)家的科學(xué)家計(jì)算結(jié)果完全一樣（后來(lái)查詢得知）。據(jù)斯隆數(shù)字巡天（簡(jiǎn)稱SDSS）報(bào)道，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)與德國(guó)馬普天文所（Max-Planck-Institute for Astronomy）的天文學(xué)家合作，首次利用SDSS-II的大樣本暈星數(shù)據(jù)精確定出銀河系的中心質(zhì)量約為1千億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。1億相當(dāng)于10個(gè)1000萬(wàn)，如果有1000億太陽(yáng)質(zhì)量累加和疊加到一起，產(chǎn)生的超級(jí)內(nèi)部壓力，所有的原子結(jié)構(gòu)都是承受不起的。原子結(jié)構(gòu)塌陷，是一個(gè)必然的結(jié)果。也就是說(shuō)，任何的原子結(jié)構(gòu)都將要被這個(gè)超級(jí)的內(nèi)部壓力給壓垮和粉碎。質(zhì)量達(dá)到1000億太陽(yáng)質(zhì)量的超級(jí)黑洞是具有這個(gè)能力的，這個(gè)觀點(diǎn)是不容置疑的。那么銀河系中心天體的質(zhì)量到底能不能達(dá)到吸引光線的能力？“視界線”數(shù)據(jù)究竟是多少？我們準(zhǔn)備用數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話。

接下來(lái)我們?cè)倮^續(xù)計(jì)算一下，銀河系中心黑洞體的“視界線”數(shù)據(jù)：

我們的計(jì)算是根據(jù)光線或光子，以每秒30萬(wàn)公里的速度，從黑洞中心的模擬逃逸過(guò)程，計(jì)算出來(lái)的。在光子以光速的逃逸過(guò)程中，“光子們”時(shí)時(shí)刻刻都要受到黑洞體超級(jí)引力的影響。光子的運(yùn)動(dòng)速度，時(shí)時(shí)刻刻都要受到黑洞的超級(jí)引力影響和引力作用。由于黑洞體對(duì)光子具有超級(jí)的引力吸引，當(dāng)光子飛行到“視界線”的時(shí)候，將慢慢的降低到“零”速度。當(dāng)光子以零速度到達(dá)黑洞的“視界線”以后，再由“零”速度，開(kāi)始飛快的加速返回！當(dāng)返回到發(fā)射原點(diǎn)的時(shí)候，末速度仍舊還是原來(lái)的30萬(wàn)公里每秒（但是光子的運(yùn)動(dòng)方向由逃逸，變成了返回）。我們通過(guò)這樣細(xì)致的模擬計(jì)算，得到的“視界線”數(shù)據(jù)是2.68875×10^14米，或者2688.75億公里（大約0.028光年）。

我們的計(jì)算過(guò)程是：首先把光的速度和光的假設(shè)質(zhì)量m帶入相應(yīng)的計(jì)算公式。當(dāng)所有的公式寫(xiě)出來(lái)以后，我們進(jìn)行了公式的化簡(jiǎn)工作（假設(shè)的光子質(zhì)量m被公式化簡(jiǎn)過(guò)程給抹掉了）；最后得到的公式居然是世界上有名的史瓦西半徑計(jì)算公式。史瓦西半徑：Rs=2GM/c^2 （G是萬(wàn)有引力常數(shù)，M是天體的質(zhì)量，c是光速）。數(shù)據(jù)資料：銀河系中心星體（黑洞體）的質(zhì)量：M=1.814×10^41千克；光速：c=3×10^8米；引力常數(shù)G=6.67×10^-11；經(jīng)過(guò)我們多次的計(jì)算，數(shù)據(jù)顯示證明：銀河系中心存在的超級(jí)大質(zhì)量黑洞體的“視界線”；距銀河系黑洞體中心點(diǎn)的距離大約有2.68875×10^14米，或者2688.75億公里；折算成為光年大約是0.028光年。

我們的計(jì)算過(guò)程是按照黑洞內(nèi)部光線、光子以30萬(wàn)公里每秒的速度發(fā)射，達(dá)到“視界線”以后，再進(jìn)行返回的過(guò)程模擬計(jì)算的。我們沒(méi)有考慮外部光線入射和途經(jīng)黑洞體的情況。入射和途經(jīng)的光，相對(duì)來(lái)說(shuō)更加容易被黑洞吸引！因此我們把銀河系中心黑洞體的“視界線”數(shù)據(jù)擴(kuò)大到0.03光年（也為了方便記憶）?？茖W(xué)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)證明：銀河系中心的星體完全達(dá)到了黑洞體能夠吸引和控制光線的能力。我們可以明確的說(shuō)：銀河系中心的這個(gè)1000億太陽(yáng)質(zhì)量星體，物質(zhì)疊加、累加產(chǎn)生的超級(jí)內(nèi)部壓力，完全能夠達(dá)到壓垮所有原子結(jié)構(gòu)的能力。完全能夠?qū)崿F(xiàn)原子結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的“塌陷”，這個(gè)證據(jù)是不容置疑的。因此，銀河系中心的這個(gè)1000億太陽(yáng)質(zhì)量的星體絕對(duì)是一個(gè)“黑洞體”，并且還是一超級(jí)的大質(zhì)量黑洞。這個(gè)超級(jí)黑洞的質(zhì)量達(dá)到了驚人的1000億太陽(yáng)質(zhì)量，黑洞體的“視界線”達(dá)到了近3000億公里的遙遠(yuǎn)距離；即距黑洞中心約0.03光年。

觀測(cè)得到的很多其他證據(jù)也充分的表明，在銀河系中心區(qū)域存在著一個(gè)大質(zhì)量黑洞，星系核的活動(dòng)十分劇烈。銀核區(qū)域發(fā)出很強(qiáng)的射電、紅外、X射線和γ射線；性質(zhì)尚不清楚，極有可能包含一個(gè)黑洞。但是由于目前對(duì)大質(zhì)量的黑洞還沒(méi)有結(jié)論性的證據(jù)，所以天文學(xué)家們謹(jǐn)慎地避免用結(jié)論性的語(yǔ)言提到大質(zhì)量的黑洞。在1971年英國(guó)天文學(xué)家林登·貝爾和馬丁·內(nèi)斯分析了銀河系中心區(qū)的紅外觀測(cè)和其他性質(zhì)，指出銀河系中心的能源應(yīng)是一個(gè)黑洞，并預(yù)言如果他們的假說(shuō)正確，在銀河系中心應(yīng)可觀測(cè)到一個(gè)尺度很小的發(fā)出射電輻射的源，并且這種輻射的性質(zhì)應(yīng)與人們?cè)诘孛嫱郊铀倨髦杏^測(cè)到的輻射性質(zhì)一樣。

就在三年以后，這樣的一個(gè)源果然就被發(fā)現(xiàn)了，這就是人馬A；人馬A有極小的尺度，只相當(dāng)于普通恒星的大小，發(fā)出的射電輻射強(qiáng)度為2*10（34次方）爾格/秒，它位于銀河系動(dòng)力學(xué)中心的0.2光年之內(nèi)（我們計(jì)算得到的“視界線”數(shù)據(jù)為0.03光年，這個(gè)數(shù)據(jù)明顯在這個(gè)0.2光年的范圍以內(nèi)）?？茖W(xué)的發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)可以改變個(gè)別的一些定義，科學(xué)的發(fā)展和一些定義應(yīng)該是在不斷往前進(jìn)步的。所有的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)完全能夠證明出這樣一個(gè)結(jié)論：銀河系的中心絕對(duì)存在超級(jí)的大質(zhì)量黑洞！長(zhǎng)期的觀測(cè)和我們的計(jì)算數(shù)據(jù)，完全能夠證明出這樣一個(gè)最終的結(jié)論。

3.結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)我們的天文觀測(cè)，宇宙中大約有1000億～2000億個(gè)像銀河系這樣的星系，銀河系的恒星數(shù)量接近2000億顆。還有不少星系比我們的銀河系還要大，擁有的恒星數(shù)量比我們銀河系還要多。宇宙中的星系間距是非常遙遠(yuǎn)的；由于星系與星系之間的距離非常的遙遠(yuǎn)，所以星系與星系之間，彼此的聯(lián)系和彼此的影響，相對(duì)來(lái)說(shuō)就顯得非常的渺小。如果要讓銀河系與其他星系匯聚，整個(gè)星系移動(dòng)所需要的能量是一個(gè)無(wú)法想象的超級(jí)數(shù)字！因此，讓星系聚攏到一起，是相當(dāng)困難的事情，也是非常難以實(shí)現(xiàn)的。

又由于其他的星系與銀河系的情況基本上相同。它們的內(nèi)部情況和外部情況，也基本上與銀河系相同。所以宇宙中其他星系的中心，也應(yīng)該存在有超級(jí)大質(zhì)量黑洞。宇宙中有近2000億星系，每個(gè)星系擁有大約數(shù)千億恒星（有的星系控制的恒星數(shù)量比我們銀河系的2000億恒星數(shù)量還要多很多）。如果這些星系的中心，沒(méi)有超級(jí)的大質(zhì)量黑洞體存在，近2000億的恒星應(yīng)該是不受控制的。這些近2000億的恒星是沒(méi)有必要長(zhǎng)期圍繞其中心運(yùn)轉(zhuǎn)的。如果它們的星系中心沒(méi)有超級(jí)的引力吸引，這些恒星圓周運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力，很容易的就把那些恒星“甩”出去了。因此：宇宙中所有的星系中心，都應(yīng)該有一個(gè)超級(jí)的大質(zhì)量黑洞體存在。宇宙中大約有近2000億個(gè)星系，如果每個(gè)星系的中心都擁有一個(gè)超級(jí)的大質(zhì)量黑洞，那么宇宙中現(xiàn)在就至少存在有，接近2000億的超級(jí)大質(zhì)量黑洞。1億相當(dāng)于10個(gè)1000萬(wàn)，宇宙中同時(shí)存在接近2000億個(gè)超級(jí)大質(zhì)量黑洞，應(yīng)該是一個(gè)比較嚇人的數(shù)據(jù)。并且這些超級(jí)的大質(zhì)量黑洞，現(xiàn)在就有可能真正的存在和擁有著。

自然界的規(guī)律是普遍存在的，也是一點(diǎn)不揉沙子的！希望大家在學(xué)習(xí)和工作中，學(xué)習(xí)使用自己的大腦去思考！要不斷的去檢驗(yàn)、和考驗(yàn)所有的理論。應(yīng)該使用“所有人”的理論，去檢驗(yàn)“所有的人”。這樣才能夠發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題！人類才能夠前進(jìn)和不斷的進(jìn)步。另外還有：如果我們的書(shū)本與現(xiàn)實(shí)、事實(shí)是一樣的；是完全相符合的；我們應(yīng)該堅(jiān)定的學(xué)習(xí)我們的書(shū)本。如果我們的書(shū)本與事實(shí)、現(xiàn)實(shí)是不一樣的，它們產(chǎn)生了嚴(yán)重的矛盾，我們是應(yīng)該相信那些書(shū)本呢？還是相信那些事實(shí)和現(xiàn)實(shí)？最后是事實(shí)、現(xiàn)實(shí)根據(jù)我們的書(shū)本發(fā)生修改呢？還是我們的書(shū)本、教材要根據(jù)事實(shí)、現(xiàn)實(shí)情況做出相應(yīng)的修改？我真誠(chéng)的懇求大家記住這樣的一句話：事實(shí)、現(xiàn)實(shí)永遠(yuǎn)永遠(yuǎn)是對(duì)的；永遠(yuǎn)永遠(yuǎn)是正確的！事實(shí)、現(xiàn)實(shí)永遠(yuǎn)永遠(yuǎn)沒(méi)有錯(cuò)誤（哪怕錯(cuò)誤了，也永遠(yuǎn)是對(duì)的）！如果我們的書(shū)本、教材與事實(shí)、現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生了嚴(yán)重矛盾，那么修改的只能是我們的那些書(shū)本！修改的過(guò)程，應(yīng)該說(shuō)只是一個(gè)時(shí)間的早晚問(wèn)題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]ChandrasekharS.Astrophys.J.，1931，74：81.

[2]ChandrasekharS.MNRAS，1935，95：226.

[3]RindlerW.MNItA$.1956，116：662.

[4]Oppenheimer R，Snyder H.Plays.Rey.，1939，56：455.

[5]Kerr RP.Pllys.Rev.Lett.，1963，11：237.

[6]Hawking S W.Commun.1～lath.Phy8.，1975，43：199.

[7]Lynden-Bell D，Rees M J.MNRAs，1971，152：461.

[8]BaliB，Brown RL.Astrophys.J.，1974，194：265.