美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個宇宙大爆炸后4.7億年形成的巨大黑洞，其質(zhì)量接近其所在星系所有恒星質(zhì)量的總和，這是結(jié)合美國宇航局錢德拉X射線天文臺和詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，利用X射線發(fā)現(xiàn)的最遙遠(yuǎn)的黑洞。這一發(fā)現(xiàn)有助于科學(xué)家們進(jìn)一步了解宇宙的誕生和演化過程，特別是超大黑洞在宇宙初期形成的過程。

哈佛一史密森天體物理學(xué)中心科學(xué)家阿科什·波格丹領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊在距地球132億光年的UHZ1星系中發(fā)現(xiàn)這個黑洞。黑洞形成時宇宙年齡只有現(xiàn)在的3%。相關(guān)研究報告于2023年11月在英國《自然·天文學(xué)》雜志刊發(fā)。

黑洞是一種極其神秘的天體，它們的質(zhì)量和能量密度極高，對周圍的物質(zhì)和光線產(chǎn)生了強(qiáng)大的引力，從而使得它們無法被直接觀測。然而，科學(xué)家們通過觀察黑洞對周圍環(huán)境的影響，例如吸積盤和噴流等效應(yīng)，間接地發(fā)現(xiàn)了黑洞的存在。

這個新發(fā)現(xiàn)的黑洞位于UHZ1星系中，這個星系距離地球132億光年，是迄今為止已知的最遙遠(yuǎn)的星系之一。這個黑洞的質(zhì)量大約是太陽的100億倍，形成時宇宙的年齡只有現(xiàn)在的3%。這一發(fā)現(xiàn)對于我們對宇宙演化的理解有著重要的意義。

首先，這個黑洞的存在表明了宇宙中存在著大量的暗物質(zhì)和暗能量，這些物質(zhì)和能量無法被直接觀測，但對宇宙的整體結(jié)構(gòu)和演化有著重要的影響。這個黑洞的發(fā)現(xiàn)可能會為我們對宇宙中物質(zhì)和能量的分布和演化的理解提供新的線索。

其次，這個黑洞的發(fā)現(xiàn)也對于我們對宇宙中超大黑洞的形成和演化的理解有著重要的意義。超大黑洞是一種質(zhì)量極大的黑洞，通常位于星系中心，例如我們銀河系中心就有一個質(zhì)量約為四百萬倍太陽質(zhì)量的超大黑洞。這個新發(fā)現(xiàn)的黑洞有助于科學(xué)家們進(jìn)一步了解超大黑洞在宇宙誕生初期形成的過程。

此外，這個黑洞的發(fā)現(xiàn)還對于霍金輻射的研究有著重要的意義?；艚疠椛涫侵负诙磿砸环N特殊的方式釋放出能量和粒子，這種過程被稱為“霍金輻射”。這個理論是由著名物理學(xué)家斯蒂芬·霍金在1972年建立數(shù)學(xué)模型，之后被以色列理工學(xué)院的科學(xué)家證實。簡單來說，“霍金輻射”就是黑洞通過釋放熱輻射而逐漸損失質(zhì)量，縮小并最終消失的過程。

“霍金輻射”的具體過程涉及到量子力學(xué)和相對論的結(jié)合。根據(jù)量子力學(xué)理論，空間并不是真正的真空，而是充滿了各種微小的粒子。這些粒子會在黑洞附近產(chǎn)生，并且有時會發(fā)生量子漲落現(xiàn)象，使一部分粒子獲得足夠的能量，從黑洞附近逃離出去，而另一部分粒子則落入黑洞內(nèi)部。由于這些粒子的能量來自于黑洞，因此它們帶走了一部分黑洞的質(zhì)量和能量。隨著時間的推移，黑洞會不斷地失去質(zhì)量和能量，最終蒸發(fā)消失。這個過程又稱為“黑洞蒸發(fā)”。

這個新發(fā)現(xiàn)的黑洞可能會為霍金輻射的研究提供新的線索，有助于我們更好地理解黑洞的性質(zhì)和宇宙的演化。

總之，這個新發(fā)現(xiàn)的黑洞是一項非常重要的成果，它不僅對于我們對宇宙演化的理解有著重要的意義，也對于我們對宇宙中物質(zhì)和能量的分布和演化的理解有著重要的意義。同時，這個發(fā)現(xiàn)也表明了科學(xué)家們在探索宇宙未知領(lǐng)域的過程中不斷取得新的突破和進(jìn)展。（綜合整理報道）（策劃／黃李玲）