黑洞不是洞，为何能“吞噬”恒星？| 天工开问㉔

宇宙是什么？它有多大？它的起点和结局我们知道吗？宇宙中的星座是怎么来的？为什么会有黄道十二宫的说法？物理宇宙学里著名的哈勃定律是什么意思？黑洞真的是一个会吞噬万物的无底洞吗？

11月28日，河北师范大学教授崔树旺的科普讲座以《认识奇妙的宇宙》为题，带着天府新区第六小学的同学们来了一场妙趣横生的“宇宙之旅”。约40分钟的讲座中，崔树旺层层递进，先是科普了宇宙的概念、宇宙的大小、宇宙中的星座等基础知识，然后引出了哈勃定律和黑洞的硬核知识。

崔树旺为同学们介绍宇宙

“在准备的时候，我专门选择了孩子们特别关心的一些宇宙问题。比如黑洞、宇宙膨胀的过程等。有很多家长都不知道黑洞是什么，以为就是一个黑窟窿。我希望用最简单的公式，最直白的语言来告诉孩子们，人类对宇宙的认识。”在讲座结束后，崔树旺接受封面新闻采访时说道。

黑洞不是黑窟窿 而是一个超大天体

在生活中很多孩子了解宇宙时都会对“有进无出”的黑洞尤为好奇，还有的小朋友甚至会害怕听到黑洞，认为它是会吃人的黑窟窿。

在本场讲座上，崔树旺就带着同学们详细地“扒了扒”黑洞的“家底”，让大家了解到黑洞不过也像其他星星一样，是天体的一种。

崔树旺为同学们科普黑洞

崔树旺首先拿出了大家再熟悉不过的地球，介绍了影响宇宙中天体引力的是其体积，而引力和体积是呈正相关的，即天体越大，其产生的引力就越大。物体想要摆脱一个星球的引力，进入太空，就需要超过某一速度，这个速度又被称为“第一宇宙速度”。

一个天体的“第一宇宙速度”和其引力、体积呈正相关，当这个速度超过了光速，黑洞就出现了。“黑洞不是黑窟窿，它只是一个特殊的天体，它的体积足够大，大到连它自己发出的光都无法逃离它，这样的天体，我们就把它称为黑洞。”崔树旺科普道。

那么既然黑洞不会发光，科学家是如何探测黑洞的呢？崔树旺也给出了解释：“黑洞会有喷流、吸积效应，相当于它会喘气儿、咳嗽吃东西，有这一过程，我们就能判断黑洞的存在。比如黑洞吞噬、吸积周围的恒星，把周围恒星撕裂、形成更大黑洞的过程中，由于磁场效应，高能粒子会更容易从两端喷出，这就是黑洞的喷流，我们就可以通过观测喷流和周围恒星的这种变化来找黑洞。”

崔树旺和同学们互动

除了讲解了宇宙中的特别成员黑洞外，崔树旺在讲座上还以古时各民族对宇宙的认识理解为引，介绍了宇宙的概念；以比较宇宙中各星体的图片，展示了宇宙的大小；以直观的示意图，科普了星座、黄道十二宫的由来；以自己用纽扣和松紧带做的模型，解释了哈勃定律......

讲座后，四年级四班的于墨桐同学告诉记者：“今天的讲座让我了解了一些以前不知道的宇宙知识，比如黄道十二宫的由来。”并表示，今天关于黑洞的科普让他尤为印象深刻，准备课后再去找一些相关书籍进一步了解黑洞。

孩子们的宇宙“奇想”：宇宙的结局是？黑洞会吞掉宇宙吗？

在讲座的最后，崔树旺特别预留了提问时间，解答同学们心中对宇宙的疑惑。“他们最后那几个问题，我还真是觉得非常专业，比如宇宙有没有结局，还有关于黑洞的问题。恰恰我在河北师范大学教的是现代天文学课，对这几个问题在心里还是有一些准备，要是没准备可能就要被问住了。”崔树旺接受采访时说道。

同学们积极提问

是怎么样的问题让大学教授都直呼专业？答案又是怎样的？下面一起来看看其中一些有趣的问题。

同学1：宇宙有没有结束呢？

崔树旺：刚刚我提到，宇宙有开始，但它有没有结束呢？现在还没最终的答案，需要物理学家去测量。

当我们宇宙中的物质密度超过了某个临界值的时候，它会在膨胀到一定程度后，自引力占上风，那么宇宙就会加速收缩，那个过程就是一个“闭宇宙”的过程。当我们宇宙里的物质密度小于某个密度时，也就是说它的自引力没有办法束缚宇宙继续膨胀的时候，我们的宇宙就会一直膨胀下去，这种状态称作“开宇宙”，具体是“开宇宙”还是“闭宇宙”，需要科学家去测量宇宙中物质的密度。

目前，科学家们还不知道怎么去测这个量，因为有很多的暗物质、暗能量，我们还了解得不清楚。了解清楚了以后，就能给你最终的答案，告诉你宇宙到底有没有结局，它的最终结局是什么。

同学2：既然有第一次宇宙大爆炸，是不是有第二次宇宙大爆炸呢？

崔树旺：“宇宙是由一次大爆炸来的”只是科学家对宇宙演化理解的一种理论。是不是真的有大爆炸？还需要更多的证据去证明。其实并不是所有的科学家都认同宇宙大爆炸理论，也有人认为宇宙一直处于稳恒态，没有开始也没有结束。

而相信宇宙大爆炸的科学家们在推算的过程中，也有很多演化过程是模糊的。比如，最初三分钟过后的许多年里，物质如何聚集成团形成星系、恒星，依旧是一个模糊的过程。宇宙大爆炸产生的物质是宇宙的全部还是部分？产生宇宙的全部物质只是理论的一个假设。那么宇宙大爆炸是一次爆炸还是多次爆炸呢？尽管有些数据可以支持宇宙大爆炸理论，比如刚刚提到的哈勃定律、宇宙微波背景辐射、宇宙中的氦元素丰度分布等，由于现在观测到的数据非常有限，不能给出明确的回答。

所以宇宙大爆炸，是一次还是数次？可以留着这个问题，将来有机会专门去问问那些研究宇宙大爆炸理论的科学家们。

同学3：未来宇宙会被黑洞吞掉吗？

崔树旺：黑洞是大质量恒星演化形成的天体，是宇宙的一部分。但如果宇宙演化到一定程度，其中所有的恒星能量耗尽失去了光辉，星系核处的黑洞越来越大，宇宙中只剩下黑洞和零星的死亡的恒星，这就是宇宙的至暗时代。一旦所有的黑洞完全蒸发，我们宇宙演化的末日就到了。不过这也只是一种宇宙演化学说，据说那也是10的100次方年以后的事情了。