黑洞，愛因史坦預測的神秘物體之一。
直到現在，我們從未直接看到過它們，但我們知道它們是真實存在於這個宇宙之中的，它們通常潛伏在密集的恒星團中或是漫遊於銀河系的塵埃帶之中，它們以星星或行星為食。
然而，我們的銀河系可能擁有著數百萬個黑洞，這些由死亡恒星超高密度殘骸組成的恐怖怪物，正潛伏在我們周圍。
但是現在，在我們銀河系之外的宇宙中，發現了一種更加不祥的黑洞品種，而它們的體積和破壞力達到了難以想象的境地。
它們是如何變得這麽巨大、暴力和神秘的呢？
如今，天文學的新時代已經來臨，並將會讓我們接觸到隱藏在宇宙中更深處的秘密
在太空中，這些高科技儀器已經開始啟用X射線和Gamma射線這種以感應高能光線的模式，這些射線對於人類來說是不可見的，高強度射線雖然會對生物照成傷害，但它們並不能穿透地球的大氣層。
在地面上，精密的望遠鏡配備了最先進的技術裝置，使它們能夠消除大氣層的模糊效應。
它們正在窺探宇宙的秘密，以及來自於遙遠宇宙的光和能量之爐。
在一些遙遠的星系中，天文學家吃驚的發現，空間和時間正在被一種巨大的爆發所摧毀，破壞力之大以至於讓人難以置信。
而我們才剛剛開始理解這些爆發對於宇宙來說存在著何等的影響，它影響著星系的形狀、組成和行星的元素分布，以及最終我們地球的存在。
這將導致我們對宇宙的歷史產生更深的理解。
早在1995年，哈伯太空望遠鏡就開始填補這一歷史細節。
天文學家將哈伯的註視點聚焦到在宇宙遙遠區域的星際之間作為實驗目標。
這個觀測將會持續數天的時間，哈伯拍攝的深空影像提供了宇宙初始時期的清晰視野。
而吸引天文學家註意的是只在哈伯探測器上表現出的幾個像素點的星系。
它們大多不是像我們今天在附近看到的大星系的宏偉螺旋形或橢圓形。
相反，它們是由星星不規則的、雜亂的組合而成。
哈伯深空圖證實了一個長期以來的觀點，即宇宙一定是透過一系列較小的建築模組演變而成的，就像一棟大廈由無數塊磚塊構成般，小星系逐漸合並並組裝成為更大的星系，然後組成星系團到最後組成整個宇宙。
透過觀察宇宙，我們可以看到能證明這種模式的很多證據。
許多星系圍繞著彼此周圍旋轉。
一些正在相撞，而一些則正在互相撕裂，分離。
重力決定了這些星系的運動方式，它們相互吸引，交換著星體和瓦斯，並隨著時間的推移合並成為更大的星系。
這被稱為宇宙歷史的分層影像，其中宇宙從底層向上演化，其結構隨著時間的推移不斷增長。
這是來自宇宙誕生不久之後的信使。也不知道過了這麽多年，它們現在變成了什麽模樣。
一個被稱為類星體的物體給研究團隊帶來了一個驚喜，縮寫為「QSO」，即「準星形射電源」。
該星系中心的一個小區域非常的明亮，天文學家認為其光線不是來自於該星系的一群星體，而是來自於這個「QSO」類星體，一個至少擁有10億倍太陽品質的單一物體。
這個光源是由瓦斯落入該物體並被加熱至極端溫度所產生的。
唯一已知可以產生如此巨大能量的物體是一個旋轉的巨型黑洞.
對於天文學家來說有個疑問，這個黑洞在宇宙歷史的早期是如何變得如此龐大的呢？
猜測它可能起源於最早時期的一代恒星，而這類恒星通常被稱為第三代星體。
這些由氫構成的巨型恒星一般比太陽重數百倍。
這些巨星的燃燒熾熱而又短暫，很快就死亡了。
一顆恒星就像是一個宇宙壓力鍋。
在它的核心，重力的壓縮會產生極其強烈的熱量，以至於原子被剝離和重組。
輕元素如氫和氦會融合形成較重的元素，如鈣、氧、矽，最後形成鐵。當鐵在恒星的核心積累到一定程度時，它會因為自身的重量而開始崩塌。
這可能會產生向外噴射的沖擊波，從內向外的將星體吹散。
當星體死亡時，如果足夠多的物質落入其核心，它會由於自身的重量而塌縮成為黑洞。
第一代星體和黑洞在一個極其動蕩的時期登上了宇宙的舞台。
在原始的瓦斯雲內，密集的區域將會誕生出新的星體。
之後產生出黑洞，開始吞噬更多的物質。
在一項為了重現早期宇宙區域的電腦模擬中，顯示出了這些貪婪的怪物增長的速度是有多麽可怕。
這個模擬是由卡內基梅隆大學科學家展開的計畫，其模擬早期宇宙區域的邊長超過一億了光年。
該模擬展示了宇宙歷史上最初十億年內所發生的事件。
這個虛擬宇宙是透過描述瓦斯的特性、星際誕生釋放的能量以及時間和空間的外向運動的方程式式來啟動的。
最後形成了一個錯綜復雜的宇宙網，重力將物質聚整合絲狀和結狀，就像一個巨大的相互連線的蜘蛛網。
最密集區域內是最大的星系和黑洞成長的地方。
在這裏，圓圈的大小是黑洞具體數據的外在表現。
隨著黑洞吞噬周圍的物質，會變得越來越重，而圓圈則變得越來越大。
在最大的星系中，會產生出一些超巨大的黑洞，其品質將達到數十億個太陽品質。
然而，這些黑洞不僅僅只吞噬瓦斯，它們葷素不忌，來者不拒。
或者更確切的說，周邊的所有物質都在奮力地逃脫這些黑暗巨獸。
錢德拉X射線天文台被分配到了一個特殊的任務，即尋找黑洞的增長突發期。
科學家們利用X射線尋找著宇宙深處發光的瓦斯和恒星區域。
隨後他們發現，一些遙遠星系的核心區域竟出現了熾熱的雙胞胎超大品質黑洞，它們被重力牢牢地牽引在一起。
不過，黑洞天生抵制這種黑暗婚姻。
這種相互環繞的狀態將持續很長很長一段時間，但最終他們逃不掉合二為一的命運。
為了了解它們合並的原因，我們需要回顧愛因史坦提出的理論。
愛因史坦認為當大品質體加速或相互旋轉時，它們會擾動附近空間的結構，就像池塘中的漣漪一樣。
當這些漣漪向外擴散時，它們會帶著雙體軌域的能量向著彼此更近的方向螺旋靠近。
當這種致命的旋律走到盡頭時，這對黑洞就會合並成為一個更大的黑洞。
就在此時，一個名為OJ-287的類星體，它正在距離地球約35億光年遠的地方凝視著我們，就像一頭饑餓的野獸虎視眈眈盯著它的獵物般。
然而，天體物理學家發現，它的周圍區域表現出一些異常的閃耀，這表明有另一個黑洞正在其周圍飛行。
透過測量這個超巨星系對其伴侶的重力強度，天文學家估計其品質約為180億個太陽品質。
現在，OJ-287最大的黑洞的稱號已經成為了過去。
在距離我們僅有3.21億光年遠的後發座（Coma）星系團中心，有一顆巨大的橢圓星系NGC 4889。
天文學家利用幾個大型望遠鏡測量了其恒星繞中心軌域的速度。
他們利用這些數據計算出了中心天體的品質，結果竟高達210億個太陽品質，誤差大約幾十億個太陽品質。
理論上來說，黑洞的重量是沒有上限的。
然而，即使是最大的黑洞及其宿主星系似乎也受到一定的限制。
這個限制與星系團的演化方式有關，科學家們一直都非常重視這種模式。
這個電腦模擬展示了宇宙早期一個星系團的演化過程。
整個星系團的重力將數千個小星系和大量的瓦斯流納入中心區域。
那麽，為什麽中央星系和其中的黑洞不會吞噬所有的物質呢？
為什麽它們不會把整個星系團都吞噬了呢？
一個名為MS0735的區域給出了答案。它距離我們25億光年，在可見光中看起來是一個非常普通的星系團。
在X射線光下，你可以看到它被一個約50萬度的熱氣雲所包圍。
這個熱氣雲中有兩個巨大的空洞，直徑長達60萬光年。
每個空洞大到可以容納600個像我們的銀河系那麽大的星系。
從這張該星系團的射電影像，你可以看到兩條巨大的物質流正從中心向外推進。
這表示空洞是由中心的巨型星系核心爆發而形成的。
兩個噴射出來的射流從中心的黑洞中發射出去，推動了由瓦斯組成的星系間介質，從而形成爆炸波。
挖出這些 X 光腔所需的能量是非常驚人的，根據計算，這相當於數十億個超新星能量的總和。
事實上，這被稱為自大霹靂以來記錄的最大單個噴發。
這是由一個約重100億個太陽品質的黑洞所產生的。
像這樣的黑洞噴流在宇宙中隨處可見，包括我們自己宇宙的鄰近區域。
這是著名的M87星系，別想歪了，不是指的傳說中光之子的家園，它處於室女座星系團的中心，距離地球約5000萬光年。
天文學家一直在研究潛藏在它內部的黑洞，並估計其品質為66億個太陽品質。
黑洞驅動著一對高功率射流，穿過了這個星系。
但是，這個以隱藏在黑暗中而聞名的物體，是如何釋放出如此巨大的能量的呢？
我們把黑洞想象成一個宇宙颶風的眼睛，由於所有落入其中的恒星、瓦斯和其他黑洞的交互作用而保持旋轉。
隨著這些物質的流入，它們形成了一個類似甜甜圈的旋轉盤，被稱為吸積盤，吸積盤好比一個發電機。
盤的旋轉運動產生了磁場，這些磁場纏繞並將一些流入的物質引匯出形成一對高能束流，或噴流。
這種能量的大小取決於黑洞的重力，以及有多少物質已經穿過了事件視界。
這難道是自然界中另一個令人驚恐的景象嗎？
還是它是一個更加神秘的過程中的一部份呢？
這表明，超大品質的黑洞不會被強行餵食。
宇宙中最大的黑洞可能在類星體的年代（100-120億年前）就誕生了。
透過以噴流的形式釋放能量，它們加熱了周圍的區域。
這阻止了瓦斯塌縮到中心星系，使得邊緣上的小星系得以形成和生長。
但黑洞的影響並沒有止步於此。
這張半人馬座A星系團的影像顯示了同樣的巨大熱空腔，它以X射線的形式發光，以及從其中心星系噴發出的射流。
在噴流邊緣的瓦斯中發現了高水平的鐵和其他金屬，這些金屬可能是由中心的超新星爆炸產生的。
透過爆炸將這些金屬推向更遠的區域，說明黑洞向更遙遠的星系提供了形成像我們的恒星和太陽系所需要的元素。
隨後，這些黑洞也為其環境播下了種子。
這可能就是發生在半人馬座A星系中的情況，該星系也被稱為「漢堡包星系」。
透過穿過阻擋我們視線的密集塵埃帶，天文學家們得出結論認為，實際上這可能是兩個星系正在發生碰撞的結果。
在X射線下，你可以看到一股噴流從中心噴發出來。
這個電腦模擬展示了這種合並對黑洞的影響。
當這兩個星系相互接近時，重力的作用擾亂了它們的旋轉形態，將大量瓦斯強迫註入到它們的核心。
當黑洞開始進食時，它們會發射爆炸波，將許多松散的瓦斯推出到新星系的邊界。
在這個宇宙之舞的最後階段，兩個黑洞合並，發射出最後一次爆炸。
想想我們的地球、我們的太陽系，我們竟然是這些遙遠黑暗巨獸的受益者。
巨大的黑洞在宇宙中發揮著雙重作用，它參與了一場偉大的宇宙戰爭，並成為宇宙擴充套件的推動者。
它們是無情的重力的產物，這種力量將物質吸引到星系、星團，最後到它們形成的結構中。
但是，由於它們的驚人能量，它們會發射出反作用於重力的能量。
因此，這些奇異而強大的物體已成為空間和時間的主宰建築師。
