黑洞|银河系中心黑洞仅有500万倍太阳质量，如何束缚住上千亿颗恒星？
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我们所在的银河系 ， 虽然是可观测宇宙中一个非常普通的星系 ， 但是以人类的视角来看 ， 这个星系的空间尺度还是非常庞大的 。 据科学家们的估算 ， 银河系的直径大约为20万光年 ， 厚度在2000光年上下 ， 包含着1000-4000亿颗恒星 ， 总质量达到4.2×10^41公斤 ， 约是太阳质量的千亿倍 。 在银河系的中心 ， 存在着一个大型的星系黑洞－人马座A* ， 其质量达到太阳的400多万倍 ， 按理说 ， 虽然这个黑洞的质量很大 ， 但是其有效引力范围也只能达到1万光年左右的区域 ， 在距离银心10万光年的银河系外侧 ， 那么多恒星系所受到的黑洞引力已经非常微弱了 ， 那么是什么力量在束缚着这些外侧的恒星 ， 能够乖乖地围绕银心转动呢？
宇宙中的黑洞 ， 是一种由外层物质无限坍缩而成的天体结构 ， 其质量集中到一个奇点之上 ， 在与奇点一定距离（即史瓦西半径）之内的空间 ， 具有超高的曲率 ， 连宇宙中速度最快的光线都无法从中逃逸出去 ， 所有说黑洞是宇宙中最为特殊、引力最强、破坏力最大的天体 。
根据科学家们的判断 ， 宇宙中的黑洞共包含3种：一是宇宙大爆炸瞬间产生的原初黑洞 ， 质量和体积都很小 ， 而且寿命很短 ， 在现实宇宙中至今还没有发现过它们的踪迹 。
二是大质量恒星在生命末期 ， 完成超新星爆发之后 ， 剩余部分继续坍缩而成的恒星黑洞 ， 这也是宇宙中黑洞数量占比最多的一种类型 。
三是星系中央存在的星系黑洞 ， 至于它们的形成 ， 现在主流观点认为是基于恒星黑洞的吞噬和合并产生的 ， 由于星系中央区域恒星分布密度非常之高 ， 而且质量也相对较大、寿命较短 ， 当众多大质量恒星完成主序期使命以后 ， 就会相继形成许多恒星黑洞 ， 一方面吞噬周围的恒星及其它星际物质 ， 另一方面黑洞之间也会在引力作用下发生合并 ， 从而形成质量更大的黑洞 。 我们人类首次拍摄到的黑洞照片 ， 就是位于室女座中一个巨大椭圆星系（M87中央）的黑洞 ， 其质量惊人 ， 达到了太阳质量的60多亿倍 。
银河系中心的人马座A*黑洞质量 ， 与刚才提到的M87星系中央黑洞的质量相比 ， 简直弱得一塌糊涂 ， 然而这并不影响着银河系的整体围绕着星系中央稳定运转 。 那么 ， 是什么力量在束缚银河系特别是边缘恒星没有被甩出去呢？我想 ， 主要的原因有两个 。
第一是共同质心的作用问题 。 按照牛顿万有引力定律 ， 两个星体之间的引力大小 ， 与它们的质量乘积成正比 ， 与它们间的距离值平方成反比 。 如果一个星体围绕另一个星体作规律性的旋转 ， 那么这个星体所受到的万有引力 ， 正好与公转时的向心力一致 ， 也就是说万有引力与我们假设的一个与向心力大小相等、方向相反的离心力相互平衡 。
这种运动的状态当然是理想化的 ， 因为万有引力是相互的 ， 那么两个星体之间的旋转运行也是相互的 。 我们之所以看到太阳系所有的行星都围绕着太阳运行 ， 实质上是行星和太阳本身 ， 都在围绕着它们共同的质心在旋转 ， 只是由于太阳的质量占据了整个太阳系总质量的99.86% ， 使得太阳系的共同质心就处在太阳附近 ， 所以我们就近似地以为所有行星都在围绕着太阳公转 。
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