黑洞，爱因斯坦预测的神秘物体之一。
直到现在，我们从未直接看到过它们，但我们知道它们是真实存在于这个宇宙之中的，它们通常潜伏在密集的恒星团中或是漫游于银河系的尘埃带之中，它们以星星或行星为食。
然而，我们的银河系可能拥有着数百万个黑洞，这些由死亡恒星超高密度残骸组成的恐怖怪物，正潜伏在我们周围。
但是现在，在我们银河系之外的宇宙中，发现了一种更加不祥的黑洞品种，而它们的体积和破坏力达到了难以想象的境地。
它们是如何变得这么巨大、暴力和神秘的呢？
如今，天文学的新时代已经来临，并将会让我们接触到隐藏在宇宙中更深处的秘密
在太空中，这些高科技仪器已经开始启用X射线和伽马射线这种以感应高能光线的模式，这些射线对于人类来说是不可见的，高强度射线虽然会对生物照成伤害，但它们并不能穿透地球的大气层。
在地面上，精密的望远镜配备了最先进的技术设备，使它们能够消除大气层的模糊效应。
它们正在窥探宇宙的秘密，以及来自于遥远宇宙的光和能量之炉。
在一些遥远的星系中，天文学家吃惊的发现，空间和时间正在被一种巨大的爆发所摧毁，破坏力之大以至于让人难以置信。
而我们才刚刚开始理解这些爆发对于宇宙来说存在着何等的影响，它影响着星系的形状、组成和行星的元素分布，以及最终我们地球的存在。
这将导致我们对宇宙的历史产生更深的理解。
早在1995年，哈勃太空望远镜就开始填补这一历史细节。
天文学家将哈勃的注视点聚焦到在宇宙遥远区域的星际之间作为实验目标。
这个观测将会持续数天的时间，哈勃拍摄的深空图像提供了宇宙初始时期的清晰视野。
而吸引天文学家注意的是只在哈勃探测器上表现出的几个像素点的星系。
它们大多不是像我们今天在附近看到的大星系的宏伟螺旋形或椭圆形。
相反，它们是由星星不规则的、杂乱的组合而成。
哈勃深空图证实了一个长期以来的观点，即宇宙一定是通过一系列较小的建筑模块演变而成的，就像一栋大厦由无数块砖块构成般，小星系逐渐合并并组装成为更大的星系，然后组成星系团到最后组成整个宇宙。
通过观察宇宙，我们可以看到能证明这种模式的很多证据。
许多星系围绕着彼此周围旋转。
一些正在相撞，而一些则正在互相撕裂，分离。
重力决定了这些星系的运动方式，它们相互吸引，交换着星体和气体，并随着时间的推移合并成为更大的星系。
这被称为宇宙历史的分层图像，其中宇宙从底层向上演化，其结构随着时间的推移不断增长。
这是来自宇宙诞生不久之后的信使。也不知道过了这么多年，它们现在变成了什么模样。
一个被称为类星体的物体给研究团队带来了一个惊喜，缩写为「QSO」，即「准星形射电源」。
该星系中心的一个小区域非常的明亮，天文学家认为其光线不是来自于该星系的一群星体，而是来自于这个「QSO」类星体，一个至少拥有10亿倍太阳质量的单一物体。
这个光源是由气体落入该物体并被加热至极端温度所产生的。
唯一已知可以产生如此巨大能量的物体是一个旋转的巨型黑洞.
对于天文学家来说有个疑问，这个黑洞在宇宙历史的早期是如何变得如此庞大的呢？
猜测它可能起源于最早时期的一代恒星，而这类恒星通常被称为第三代星体。
这些由氢构成的巨型恒星一般比太阳重数百倍。
这些巨星的燃烧炽热而又短暂，很快就死亡了。
一颗恒星就像是一个宇宙压力锅。
在它的核心，重力的压缩会产生极其强烈的热量，以至于原子被剥离和重组。
轻元素如氢和氦会融合形成较重的元素，如钙、氧、硅，最后形成铁。当铁在恒星的核心积累到一定程度时，它会因为自身的重量而开始崩塌。
这可能会产生向外喷射的冲击波，从内向外的将星体吹散。
当星体死亡时，如果足够多的物质落入其核心，它会由于自身的重量而坍缩成为黑洞。
第一代星体和黑洞在一个极其动荡的时期登上了宇宙的舞台。
在原始的气体云内，密集的区域将会诞生出新的星体。
之后产生出黑洞，开始吞噬更多的物质。
在一项为了重现早期宇宙区域的计算机模拟中，显示出了这些贪婪的怪物增长的速度是有多么可怕。
这个模拟是由卡内基梅隆大学科学家展开的项目，其模拟早期宇宙区域的边长超过一亿了光年。
该模拟展示了宇宙历史上最初十亿年内所发生的事件。
这个虚拟宇宙是通过描述气体的特性、星际诞生释放的能量以及时间和空间的外向运动的方程式来启动的。
最后形成了一个错综复杂的宇宙网，引力将物质聚集成丝状和结状，就像一个巨大的相互连接的蜘蛛网。
最密集区域内是最大的星系和黑洞成长的地方。
在这里，圆圈的大小是黑洞具体数据的外在表现。
随着黑洞吞噬周围的物质，会变得越来越重，而圆圈则变得越来越大。
在最大的星系中，会产生出一些超巨大的黑洞，其质量将达到数十亿个太阳质量。
然而，这些黑洞不仅仅只吞噬气体，它们荤素不忌，来者不拒。
或者更确切的说，周边的所有物质都在奋力地逃脱这些黑暗巨兽。
钱德拉X射线天文台被分配到了一个特殊的任务，即寻找黑洞的增长突发期。
科学家们利用X射线寻找着宇宙深处发光的气体和恒星区域。
随后他们发现，一些遥远星系的核心区域竟出现了炽热的双胞胎超大质量黑洞，它们被引力牢牢地牵引在一起。
不过，黑洞天生抵制这种黑暗婚姻。
这种相互环绕的状态将持续很长很长一段时间，但最终他们逃不掉合二为一的命运。
为了了解它们合并的原因，我们需要回顾爱因斯坦提出的理论。
爱因斯坦认为当大质量体加速或相互旋转时，它们会扰动附近空间的结构，就像池塘中的涟漪一样。
当这些涟漪向外扩散时，它们会带着双体轨道的能量向着彼此更近的方向螺旋靠近。
当这种致命的旋律走到尽头时，这对黑洞就会合并成为一个更大的黑洞。
就在此时，一个名为OJ-287的类星体，它正在距离地球约35亿光年远的地方凝视着我们，就像一头饥饿的野兽虎视眈眈盯着它的猎物般。
然而，天体物理学家发现，它的周围区域表现出一些异常的闪耀，这表明有另一个黑洞正在其周围飞行。
通过测量这个超巨星系对其伴侣的引力强度，天文学家估计其质量约为180亿个太阳质量。
现在，OJ-287最大的黑洞的称号已经成为了过去。
在距离我们仅有3.21亿光年远的后发座（Coma）星系团中心，有一颗巨大的椭圆星系NGC 4889。
天文学家利用几个大型望远镜测量了其恒星绕中心轨道的速度。
他们利用这些数据计算出了中心天体的质量，结果竟高达210亿个太阳质量，误差大约几十亿个太阳质量。
理论上来说，黑洞的重量是没有上限的。
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。
这个限制与星系团的演化方式有关，科学家们一直都非常重视这种模式。
这个计算机模拟展示了宇宙早期一个星系团的演化过程。
整个星系团的引力将数千个小星系和大量的气体流纳入中心区域。
那么，为什么中央星系和其中的黑洞不会吞噬所有的物质呢？
为什么它们不会把整个星系团都吞噬了呢？
一个名为MS0735的区域给出了答案。它距离我们25亿光年，在可见光中看起来是一个非常普通的星系团。
在X射线光下，你可以看到它被一个约50万度的热气云所包围。
这个热气云中有两个巨大的空洞，直径长达60万光年。
每个空洞大到可以容纳600个像我们的银河系那么大的星系。
从这张该星系团的射电图像，你可以看到两条巨大的物质流正从中心向外推进。
这表示空洞是由中心的巨型星系核心爆发而形成的。
两个喷射出来的射流从中心的黑洞中发射出去，推动了由气体组成的星系间介质，从而形成爆炸波。
挖出这些 X 光腔所需的能量是非常惊人的，根据计算，这相当于数十亿个超新星能量的总和。
事实上，这被称为自大爆炸以来记录的最大单个喷发。
这是由一个约重100亿个太阳质量的黑洞所产生的。
像这样的黑洞喷流在宇宙中随处可见，包括我们自己宇宙的邻近区域。
这是著名的M87星系，别想歪了，不是指的传说中光之子的家园，它处于室女座星系团的中心，距离地球约5000万光年。
天文学家一直在研究潜藏在它内部的黑洞，并估计其质量为66亿个太阳质量。
黑洞驱动着一对高功率射流，穿过了这个星系。
但是，这个以隐藏在黑暗中而闻名的物体，是如何释放出如此巨大的能量的呢？
我们把黑洞想象成一个宇宙飓风的眼睛，由于所有落入其中的恒星、气体和其他黑洞的相互作用而保持旋转。
随着这些物质的流入，它们形成了一个类似甜甜圈的旋转盘，被称为吸积盘，吸积盘好比一个发电机。
盘的旋转运动产生了磁场，这些磁场缠绕并将一些流入的物质引导出形成一对高能束流，或喷流。
这种能量的大小取决于黑洞的引力，以及有多少物质已经穿过了事件视界。
这难道是自然界中另一个令人惊恐的景象吗？
还是它是一个更加神秘的过程中的一部分呢？
这表明，超大质量的黑洞不会被强行喂食。
宇宙中最大的黑洞可能在类星体的年代（100-120亿年前）就诞生了。
通过以喷流的形式释放能量，它们加热了周围的区域。
这阻止了气体坍缩到中心星系，使得边缘上的小星系得以形成和生长。
但黑洞的影响并没有止步于此。
这张半人马座A星系团的图像显示了同样的巨大热空腔，它以X射线的形式发光，以及从其中心星系喷发出的射流。
在喷流边缘的气体中发现了高水平的铁和其他金属，这些金属可能是由中心的超新星爆炸产生的。
通过爆炸将这些金属推向更远的区域，说明黑洞向更遥远的星系提供了形成像我们的恒星和太阳系所需要的元素。
随后，这些黑洞也为其环境播下了种子。
这可能就是发生在半人马座A星系中的情况，该星系也被称为「汉堡包星系」。
通过穿过阻挡我们视线的密集尘埃带，天文学家们得出结论认为，实际上这可能是两个星系正在发生碰撞的结果。
在X射线下，你可以看到一股喷流从中心喷发出来。
这个计算机模拟展示了这种合并对黑洞的影响。
当这两个星系相互接近时，引力的作用扰乱了它们的旋转形态，将大量气体强迫注入到它们的核心。
当黑洞开始进食时，它们会发射爆炸波，将许多松散的气体推出到新星系的边界。
在这个宇宙之舞的最后阶段，两个黑洞合并，发射出最后一次爆炸。
想想我们的地球、我们的太阳系，我们竟然是这些遥远黑暗巨兽的受益者。
巨大的黑洞在宇宙中发挥着双重作用，它参与了一场伟大的宇宙战争，并成为宇宙扩展的推动者。
它们是无情的重力的产物，这种力量将物质吸引到星系、星团，最后到它们形成的结构中。
但是，由于它们的惊人能量，它们会发射出反作用于引力的能量。
因此，这些奇异而强大的物体已成为空间和时间的主宰建筑师。
