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07 吃得更多长得更大 Eating More and Growing Bigger（第1页）

07吃得更多，长得更大EatingMger

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它们吃得有多快

黑洞会“吞噬一切其周围物质”

的流行观点，只在事件视界附近成立，并且坠入物质的角动量还不能太大。

在远离黑洞的地方，外部的引力场与质量相同的任何其他球形物体的引力场相同。

因此，一个粒子可以按照牛顿动力学，像绕着其他恒星一样，绕着黑洞公转。

是什么打破了粒子绕着圆圈（实际上是椭圆）不停转下去的模式，而按照更奇特的轨迹运行呢？答案是，总是有不止一个粒子在绕着黑洞转。

我们观察到的天体物理学现象之所以丰富多彩，是因为有许多物质在黑洞周围绕转，这些物质之间可以发生相互作用。

此外，引力并不是唯一的必须遵守的物理定律：角动量守恒定律也必须成立。

将这些定律应用于可能被黑洞吸引的大量物质，会引发显著的可观测现象，被称为类星体的奇异天体就是一个很好的例子。

类星体就是核心有一个超大质量黑洞的星系中心的天体，它对自身附近物质有影响，这种影响，使它在整个电磁波谱发出的光甚至比某些星系中所有恒星还要亮。

我们将在第8章中讨论类星体和其他类型的“活动星系”

，还有缩小版的微类星体——它们的黑洞要比类星体内的黑洞质量小几个量级。

现在，让我们回过头来继续探究黑洞周围的物质。

正如我们所看到的，你没有办法直接观测一个孤立的黑洞，因为它根本不会发光，你只能通过黑洞与其他物质的相互作用来探测它。

任何落入黑洞的物质都将获得动能，并且与其他下落物质一起形成旋涡。

这个旋涡被称为湍流，通过湍流的物质会被加热，而这种加热会使原子电离，发出电磁辐射。

因此，黑洞对附近物质的作用会导致黑洞周围发出辐射，而黑洞本身不会辐射。

黑洞不是在太空中孤立的、没有相互作用的实体。

它们的引力场会将所有物质吸过去，无论是附近的气体还是恒星。

由于引力随着距离的缩短而急剧增加，如果恒星不幸与黑洞发生了近距离接触，它们就会被撕裂。

图15就是一个例子。

被吸过去的物质中有一部分将被黑洞完全吞噬或吸收。

物质不会只是加速冲向黑洞，并飞快地穿过事件视界。

相反，在引力吸引物质并使其靠近黑洞时，会有一些精心设计的“求爱仪式”

。

人们发现，吸积物质会具有特殊的几何形状——通常是盘状。

如果引力场是成球状对称的，黑洞将无法决定气体沉积到哪个平面上形成吸积盘——吸积盘的平面位置将由远离黑洞的气体流的性质决定。

但是，如果黑洞具有自转，那么无论在半径较大的地方气体如何流动，物质最终都会沉积到垂直于其自转轴的平面上。

如果被吸引的物质根本没有旋转，那么就必须考虑在第3章中当我们讨论最终会坍缩成黑洞的物质的转动时所提到的角动量守恒。