早期宇宙之谜：从无到有的黑洞

我们一直认为黑洞是死星崩塌形成的。然而，韦布望远镜捕捉的早期宇宙影像却揭示了一条替代路径。

逃离这个宇宙有多少种方式？最有名的方法论概述了星星的死亡。1939年，物理学家奥本海默和他的学生哈特兰德·斯奈德(加州大学伯克利分校)预测，当一个足够大的星体消耗尽热核燃料后，它会坍塌向内，无限地缩小，将时间，空间和光线包裹在自身之中，如今我们称之为黑洞。但实际上，构建一个黑洞可能并不需要一个死星。反而，在早期的宇宙中，巨大的原始气体云团可能已直接倒塌成为黑洞，这样就省略了数百万年的星星时期。

这是一个研究群体最近对UHZ-1的尝试性结论，也就是从大爆炸后不久的光斑来的。事实上，UHZ-1是(或曾经是)一个强大的类星体，它从130亿年前的宇宙时期就开始从一个**巨大的黑洞中喷射火星和X射线**。对宇宙而言，这就有点太早了，一个如此巨大的黑洞通过恒星崩塌和并合就进化完成。

答案搜索
在找出这两个问题的答案的过程中，研究人员对UHZ-1的开发工作发现了一种新的满是黑洞的星系，这种星系被他们称为超大黑洞星系(O.B.G.)。本质上，O.B.G.是一种由太快变大的黑洞锚定的年轻星系。

科学家的探索
科学家已经讲述了一段关于宇宙演化的故事：最初的恒星从大爆炸后剩下的氢和氦云中凝聚而成。他们燃烧得又烈又快，然后又快速爆炸并崩塌成为黑洞，这些黑洞的质量是太阳的10到100倍。在经过深厚的历史后，连续几代的恒星都是前一代恒星的灰烬造成的，这丰富了宇宙的化学组成。并且，每次死后的残留黑洞会一直并合，乃至于在银河中心形成**超大黑洞**。詹姆斯*韦布空间望远镜在两年前的圣诞节发射，就是为了验证这个理论。这个望远镜拥有宇宙中最大的镜子，直径达到21英尺。更重要的是，它被设计成可以记录宇宙中最远距离——也就是最早的星星发出的红外波长的光。

新发现的意义
UHZ-1的发现在这些辩论中标志了一个转折点。在詹姆斯-韦伯空间望远镜观测到一个星座中的巨大星团的未来情况准备中，Natarajan博士的团队向美国宇航局的钱德拉X射线天文台申请了时间。星团的质量作为重力透镜，放大了它后面的空间和时间中的物体。研究人员希望通过X射线能看一下这个透镜可能带来的视域。

未来突破
类星体的动力来自一个质量是太阳的4000万倍的**超大黑洞**。韦布望远镜通过进一步的观测证实了它距离我们有132亿光年。这是人们至今在宇宙中发现的最远，也就是最早的类星体。科学家们相信，超大黑洞在大爆炸后的4.7亿年内就已经存在。这不足以让第一代恒星形成的黑洞(起初只有10到100倍太阳质量的)增长得如此之大。那么，会有其他的方法制造出更大的黑洞吗？在2017年，Natarajan博士建议崩塌的原始气体云可能已经催生了比太阳质量大超过10,000倍的黑洞。

科学家认为这是可能的，他们注意到，在宇宙的历史上的每一个后续时间，都可能会有一些令人惊讶地大的黑洞。 Natarajan博士说，“早期过重的事件意味着，这可能最终进化为**超大黑洞**，但是没有人知道这是如何发生的。”黑洞在早期的类星体UHZ-1中占到了10%的质量，然而在现代大型星系(如巨大的梅西耶87)中却表现为星体质量的千分之一以下。

这表明，复杂的环境反馈效应在这些星系和他们的黑洞的增长和演化中起着主导作用，导致他们在星体和气体中的质量逐渐增加。Natarajan博士说，“在组成和演化上，这些极早期的O.B.G实在表达出了更多的信息，而且产生了重要的影响。”她补充说：“虽然他们具有重要的启示。” Holz博士说，“如果它们的确正在发生，那肯定是很酷的事，但我真的不敢确认。”他补充说，“不论我们如何解决早期大黑洞的谜团，这都将是一个极其引人入胜的故事。”

本文译自 The New York Times，由 BALI 编辑发布。