宇宙深处,一场关于黑洞的认知革命正在悄然上演。詹姆斯・韦伯太空望远镜在观测 Abell 2744-QSO1 天体时,意外捕捉到一个质量高达太阳 5000 万倍的超大质量黑洞。这一发现犹如一颗投入平静湖面的巨石,激起了科学界层层涟漪,因为它彻底颠覆了人类对黑洞与星系形成关系的传统认知。
在传统天体物理学认知里,黑洞宛如星系核心的“贪婪巨兽”,诞生于星系核心区域,依靠不断吞噬周围恒星物质来逐步壮大自身。这一成长过程漫长而复杂,需要充足的时间和物质作为支撑,就如同幼苗成长为参天大树,离不开土壤的滋养和养分的供给。然而,QSO1 黑洞的出现却打破了这一常规认知。
QSO1 黑洞所处的宿主星系恒星质量极低,根本无法为其提供成长所需的庞大物质。剑桥大学博士后研究员刘博远团队经过详细测算发现,要在宇宙大爆炸后仅 7 亿年的时间里长到如此巨大的规模,这个黑洞每年需要吞噬数十颗恒星的物质。如此惊人的吞噬速度和规模,让科学家们不禁对传统理论产生了质疑。
更令人意想不到的是,2025 年 12 月,科学家利用韦伯望远镜进行后续观测时,在宇宙深处又发现了多个类似的神秘“小红点”。这些红点最初被误认为是遥远星系团,但经过光谱分析后,科学家们发现它们实际上是气体围绕着看不见的天体高速旋转形成的。这种独特的特征明确指向了黑洞,这意味着 QSO1 并非宇宙中的个例,很可能存在一批没有星系依托的孤独黑洞在宇宙中“流浪”。
QSO1 黑洞的发现,让尘封半个世纪之久的原初黑洞假说重新回到了公众的视野。上世纪 70 年代,斯蒂芬・霍金和伯纳德・卡尔提出,在宇宙大爆炸后的极短时间内,空间的极端密度波动可能会直接坍缩形成黑洞,这一过程完全跳过了恒星形成的环节。然而,由于当时缺乏观测证据的支持,这一假说被认为过于激进,逐渐被科学界边缘化。
为了验证这一假说,刘博远团队构建了复杂的计算机模拟模型。他们从原初黑洞种子开始,追踪气体聚集、恒星形成以及恒星物质反哺黑洞的全过程。令人惊喜的是,模拟结果与韦伯望远镜的实测数据高度吻合。不仅黑洞的质量与观测到的 QSO1 黑洞完全一致,就连 QSO1 周围的恒星数量和化学成分也与模拟结果一一对应。这一结果证实,原初黑洞假说不仅在理论上是可行的,而且能够精准地预测观测结果。如果 QSO1 黑洞确实属于原初黑洞,那么它可能在恒星出现之前就已经带着巨大的质量存在,之后才慢慢聚集形成微型星系。
尽管模拟结果令人振奋,但原初黑洞假说仍然面临着诸多疑问。典型的原初黑洞理论模型预测,这类天体的质量很少会超过 100 万个太阳质量,而 QSO1 黑洞的质量却高达 5000 万倍太阳质量,远远超出了理论预测的范围。科学家们推测,可能是早期宇宙中的原初黑洞以密集群的形式存在,通过频繁的合并过程实现了快速增重。然而,这一过程的具体机制目前仍然难以精准建模,成为了原初黑洞假说面临的一大难题。
面对这些未解之谜,全球多国已经启动了相关的追踪研究。韦伯望远镜将继续在宇宙中搜寻类似 QSO1 的天体,以期发现更多关于孤独黑洞的线索。与此同时,中国的天眼 FAST 也调整了观测计划,将重点监测宇宙早期的黑洞候选体。科学家们希望通过更多的观测数据,揭开孤独黑洞的起源之谜,进一步推动人类对宇宙演化的认知。











