我们可能最终知道第一个黑洞是如何形成的

一般来说，有两种广为人知且非常流行的黑洞类型：恒星质量黑洞，体积较小，由大恒星坍缩形成（在此过程中产生超新星爆炸）；超大质量黑洞，其形成原因……令人费解。人们认为，早期宇宙中充满了超大质量黑洞，它们能够吸积气体和尘埃，形成恒星和行星，最终聚集成我们所知的星系。但是，如果周围没有恒星坍缩，第一个恒星形成黑洞怎么会出现呢？

我们可能最终会解决这个宇宙“先有鸡还是先有蛋”的问题。 《天体物理学杂志快报》上发表的一项新研究为一种新兴模型提供了有力支持，该模型解释了这些物体在没有恒星的情况下是如何形成的，有可能为之前缺乏任何真正科学解释的谜团提供宇宙学上的清晰度。

加拿大安大略省西部大学的物理学和天文学教授 Shantanu Basu 解释说，该模型基于另一种导致黑洞停止生长的理论。在环的一角，有上面概述的“坍缩星”模型。在这种情况下，“重力坍缩被坍缩气体碎片（即恒星）中心产生的强烈热压和辐射压所阻止。”

在环的另一个角落（形成鲜明对比），有“直接坍缩”。它取决于这样的假设：超大质量黑洞可以在极短的时间内极快地形成，然后几乎立即停止。

让我们回到宇宙的婴儿期，也就是大爆炸之后。有很多原始气体和尘埃被抛向四周。数量非常多。其中一些聚集成巨大的团块，它们坍缩成超致密体，这些体块基本上就地形成了黑洞。它们开始吞食婴儿宇宙的新鲜气体和尘埃，没有任何压力阀来停止这种疯狂的吞食。最终，所有这些黑洞和宇宙中其他新生恒星产生的辐射终止了它们的大规模增殖和生长，留下了我们现在所说的超大质量黑洞。

换句话说，在大爆炸后的最初 8 亿年内，黑洞不断涌现并快速增长，然后在大约 8 亿年后突然停止了增长。

这篇新论文实际上并没有直接研究黑洞的形成。它提出了一个模型，根据我们迄今为止对黑洞的观察，解释了超大质量黑洞在宇宙中的分布图。这种分布恰好与早期黑洞形成的直接坍缩模型最吻合。

当然，直接坍缩目前还只是一种理论。巴苏希望未来的研究能够利用这些发现进一步揭开这些巨大天体的成长历史，看看直接坍缩是否合理。我们终于可以对它们进行成像，这一事实无疑意味着我们距离验证这一模型是否经得起推敲又近了一步。