如你所知，黑洞很難被發現，因為它們和周圍的空間一樣黑。 我們只能在特殊情況下確定黑洞的位置，例如當它們從附近的恆星噴出氣體或合併在一起，釋放出引力波流時。 那麼有多少個黑洞呢？ 要回答這個問題，天文學家必須求助於理論計算來做出估計。
黑洞的成分
要創造黑洞，你需要創造恆星，因為黑洞是由恆星的死亡產生的。 因此，要找出宇宙中有多少黑洞，研究人員不得不後退幾步。
第一步是模擬數十億年宇宙歷史中星系的演化。 畢竟，星係是恆星的家園，它們的整體演化會影響它們內部出現每種類型恆星的數量。 例如，一些星係可以年復一年地不斷形成新的恆星。 其他人可能會經歷產生令人難以置信的強烈恆星形成的合併，但隨後會筋疲力盡，什麼都不做。
天文學家觀察了整個宇宙時期星系的統計數據，注意到星系合併和人口統計的總體趨勢。 另一個關鍵因素是所謂的星系“金屬度”，它是衡量星系內除氫和氦之外的元素數量（天文學家稱它們為“金屬”）的量度。 更大的星係有更多的氣體，這使它們能夠形成更多的恆星。 但是更多的金屬可以改善氣體冷卻，這反過來又有助於星系更有效地產生新恆星。
黑洞配方
使用這些構建模塊，天文學家有一個星系中恆星數量的模型，告訴他們宇宙中出現了多少小型、中型和大型恆星。 然後他們需要追踪這些恆星的演化——最重要的是，它們的死亡。 為此，他們轉向建模，將特定恆星的特性（其質量和金屬量）與其壽命和可能的死亡聯繫起來。 只有一小部分最大的恆星會產生黑洞，這個模擬告訴天文學家銀河系中每年有多少恆星熄滅。
天文學家隨後不得不追踪雙星系統的演化，因為黑洞可以以它們的兄弟恆星為食，為它們補充氣體。 因此，在雙星系統中形成的黑洞最終會比單獨誕生的黑洞更大。
隨著黑洞的老化，它們繼續以周圍的任何氣體為食，天文學家也對此表示讚賞。 最後，有時黑洞會在星際空間的黑暗中找到彼此並合併在一起。 因此，為了進行準確的調查，天文學家必須估計每個星系中黑洞合併的速率。
大規模的黑洞普查
總而言之，天文學家能夠追踪數十億年的黑洞數量。 他們提出了所謂的“質量函數”，這是一種天文普查，在任何給定時間存在各種大小的黑洞數量。
毫不奇怪，被稱為超大質量黑洞的最大黑洞比其較小的黑洞要少得多。 研究人員發現，在每立方百萬秒差距的空間中（百萬秒差距為 1 萬秒差距，或 3,26 萬光年），我們的宇宙包含大約 50 萬個與太陽質量相當的黑洞。 如果每個黑洞的質量是太陽的幾倍，這意味著在相同體積內大約有 10 萬個單獨的黑洞。
從這個角度來看，黑洞中包含的總質量約為恆星中包含的質量的 10%。 所以，你在夜空中看到的所有星星中，隱藏著很多黑洞。 另一方面，超大質量黑洞極為罕見，每個星系通常只有一個這樣的怪物。 總的來說，黑洞約佔當今宇宙中所有重子（非暗）物質的 1%。
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