小說家兼哲學家塞繆爾·巴特勒在1878年說過一句話,大意是“母雞不過是一只蛋用來制造另一只蛋的工具”。如果把這句話的邏輯搬到天上,那一個星系可能也只是一個黑洞用來制造另一個黑洞的工具。換句話說,在宇宙級的“先有雞還是先有蛋”難題里,目前看來,贏的是黑洞。
你可能也好奇過這個問題的宇宙版本:我們看到的每一個大型星系,核心都蹲著一個超大質量黑洞,這兩個家伙好得跟連體嬰似的。星系里的物質喂給黑洞,黑洞反過來又塑造整個星系的模樣。但這套共生關系是怎么開始的,一直是宇宙學里的老難題。問題核心無非是:黑洞先出現,在周圍聚攏物質搞出星系?還是星系先長成,中間部分塌下去再造出黑洞?
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這件事更詭異的點在于,超大質量黑洞本身的存在就透著一種“按理說它不應該在哪兒”的荒誕感。它們實在是太大了,大到好像根本不該存在。更準確地說,它們在不該出現的年紀就長到了不該有的塊頭——宇宙大爆炸之后不到5億年,這些家伙就已經出現了。
5億年聽起來漫長得不得了,我們得換個更直觀的日歷比例來看。如果把宇宙的一生壓成一年,大爆炸是1月1號,今天就是12月31號夜里。那么,第一批超大質量黑洞,在1月中旬就已經把體重吃到了太陽的幾億倍。按照我們目前理解的物理規則,實在想不出有什么顯而易見的辦法,能讓它們在這么短的時間里瘋長到這么夸張的規模。
要搞清楚這件事,我們得捋一捋已知的、制造超大質量黑洞的四條路子。一條條盤過來,其實就像在看一份推理小說里的嫌疑人名單,每個人都有說不通的地方。
第一條路:拼樂高,也就是黑洞合并。聽起來最直覺。大質量恒星自己先塌成普通的恒星級黑洞,然后這些小黑洞再互相合并,像滾雪球一樣越滾越大。問題是,光養大一顆能塌成黑洞的恒星起碼就要幾億到幾十億年,好不容易塌完了還得接著去跟別的黑洞合并。時間根本不夠,1月中旬之前它連恒星階段都沒走完,更別提后面那一連串操作了。
第二條路:先埋一顆“巨無霸種子”。所謂的“大質量種子”,可能是宇宙最早的一批恒星里個頭特別大的那種,或者干脆是暗物質構成的恒星,甚至一整個星團。但這條路說白了只是把問題往后推了一步。因為不管這粒種子是什么花里胡哨的材質,你照樣得在宇宙開張的頭5億年里把它捏出來。時間還是不夠,根本來不及。
排除了前兩個時間上完全不趕趟的選項,剩下的兩條路才算稍微靠譜一點,但也各有各的離譜之處。
第三條路:直接塌縮,一步到位。想象一下,一團巨大的氣體云,因為周圍有什么超強的輻射鎮著場子,內部遲遲沒法分裂成小塊去造恒星。這團氣體就這么憋著,越積越多,直到質量大到再也撐不住了,直接“嘩啦”一下整個塌成一個黑洞,跳過所有造恒星的中間步驟。這條路在物理上是說得通的,也是目前比較主流的猜想之一。
第四條路:原初黑洞。這就屬于名單里最邪門、爭議最大的那個選項了。之所以爭議大,是因為至今沒有任何鐵證表明這種東西真的存在。但如果它們真的存在,那簡直就是解釋這個謎題最趁手的工具。
原初黑洞的怪異之處在于出生時間和出生方式。它們不是由恒星死亡造成的,因為那個時候宇宙里壓根兒還沒有恒星。如果它們存在,它們是在大爆炸剛結束的極短瞬間,純粹靠早期宇宙里極端巨大的壓力直接壓出來的。多數人之所以對原初黑洞念念不忘,是因為理論上它們可以比普通的恒星級黑洞小得多,也能大得多,完全跳出我們熟悉的那套規則。
說到這兒,我自己得先攤個牌:我個人對原初黑洞這個東西是非常懷疑的。但在沒有確鑿證據的情況下,我同時又真心希望它們真的在宇宙的某個角落里存在著。這種心態大概就是,雖然理智上覺得不太靠譜,但情感上又很想看看這種不走尋常路的奇怪東西到底能搞出什么名堂來。畢竟,如果整個星系的命運,真的是從一個在宇宙初生時就被隨手捏出來的遠古黑洞開始的,那這個故事未免也太有意思了。
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