对室女座M87星系中心超级黑洞的观测数据的探究
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摘要：本文运用两种方法计算了该超级黑洞的平均密度，通过比较初步确定了超级黑洞的史瓦西半径明显大于其真实半徑，并且指出误差存在的根本原因，预言了大尺度天文观察数据的处理方向，基本建构了黑洞形成机理。
关键词：超级黑洞;史瓦西半径;黑洞密度;大尺度天文观察;黑洞形成机理
0 引言
法国天文学家查尔斯·梅西耶于1781年发现M87星系，M87星系黑洞是位于M87星系中心的巨大黑洞，科学家是利用位于夏威夷莫纳克亚的8.1米的弗雷德里克C吉列双子座望远镜在夏威夷于2009年发现这个巨大黑洞的，它距离太阳系约5500万光年。其体积巨大，是太阳的680万倍，足以吞噬整个太阳系。研究学者认为过去某段时间里，几百个小黑洞融合一体形成了这个巨大黑洞。相比而言，银河系中心的黑洞只有这个M87黑洞的千分之一大小。
北京时间2019年4月10日晚9时许，包括中国在内，全球多地天文学家同步公布了黑洞“真容”。该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。
1 黑洞平均密度公式
我们取离开黑洞中心处引力势能为零，有黑洞边缘处引力势能，设在黑洞边缘的高速粒子以第二宇宙速度脱离黑洞刚好到达处，且末速度趋近于0。由机械能守恒有，即，解出。对于黑洞，几乎连光子也很难逃出其引力约束，设，而黑洞吞噬恒星时要放出射线。令，解出黑洞史瓦西半径;再代入密度公式就得出黑洞平均密度公式。
2 超级黑洞平均密度的两种计算方法
2.1 第一种方法
对于该室女座M87星系中心的超级黑洞，如果我们按照公布的观测数据：黑洞质量是65亿个太阳质量，根据黑洞平均密度公式，取太阳质量=，，，，。实际计算得出其平均密度仅为，比地表空气的密度都小，当然明显小于太阳密度，并非是媒体鼓吹的其密度相当于太阳密度的955.9倍那样。
从这个意义上说超级黑洞可能并不神秘。作者最初完全不能理解媒体中所说的该黑洞是65亿个太阳质量，680万个太阳体积自相矛盾的说法。该黑洞密度仅仅相当于普通中子星密度的68亿亿分之一。
2.2 第二种方法
3 两种黑洞平均密度计算方法的比较
两个关于黑洞平均密度数据相差太大，一个是，一个是。上述两种方法计算出的黑洞密度数据竟然相差约308万倍。
4 初步结论
事实上我们用第一种方法计算出的史瓦西半径对应的为黑洞的临界密度，史瓦西半径是黑洞的观察半径，因此黑洞真实半径会小得多，推断该黑洞实际密度为后者。否则就是观察数据明显出错，但是先后约200个科学家连续观察该超级黑洞近10年了，我们可以完全排除观察数据出错的可能性，也许这种约308万倍的数据误差可能会催生新的天体物理理论出来。
5 进一步探究
5.1 M87星系的远离速率
由哈勃定律，哈勃常数，M87相对于地球的观察距离，
经过计算得出M87星系的远离速率
根据周坚红移定律，在不考虑距离红移时室女座的M87星系的远离速率为。这都与观察到的M87星系约1000km/s的远离速率接近。而该远离速率远小于真空光速，这说明M87星系远离的相对论效应很不显著。
5.2 第一种假定
我们忽略其相对论效应，并且假定M87星系静态，其中心超级黑洞也视为静态。由球体积公式和上述两种明显不同的黑洞密度结算结果误差约308万倍推断得出：该超级黑洞的真实半径大约是其史瓦西半径的0.687%。这与预期相差太大。
5.3 第二种假定
由爱因斯坦狭义相对论的质速公式，基于上述两种明显不同的黑洞密度计算结果误差约308万倍，可以推断得出：
我们几乎可以确定M87星系中心的超级黑洞无限逼近光速在高速自旋，导致其运动质量明显增加为其静止质量的约308万倍。并且在自旋平面内有极强的等离子环流，导致在其自旋轴上产生很强的磁场，从这里有极强的氢粒子流、射线流、射线流和中微子流喷洒出来。这正是导致观察到的M87星系远离速度与计算值的约20%的误差以及前面两种密度计算出现特大误差的根本原因。这与我们最近获取的该黑洞的天文观测数据几乎高度吻合。
如果我们考虑该黑洞周边所谓的暗能量或暗物质，用它们的所谓存在去补救大尺度天文观测数据与理论计算结果的误差也许都是错误的。基于作者本人知识水平的局限，无法从广义相对论或引力场论的知识视角对这些观测数据做精确界定。
6 结语
这类超级黑洞的实质是静止密度较小的涡旋氢气流以逼近光速的速度高速自旋，形成所谓的致密黑洞，它的自旋臂上史瓦西半径边缘的大量星云或恒星被巨大的黑洞引力吞噬，超级黑洞自旋平面内有着强大的等离子环流，主要是质子流、正负电子流，而导致在它的自旋轴附近形成超高强度磁场，在自旋轴两端有大量的高能氢气流（质子流）、射线流、射线流和中微子流喷洒出来。
至于普通的中小黑洞是不是上述类似的情形，作者不太能够确定，个人推断应当与超大黑洞相类似。
按照这个思路，人类比较容易获取人造黑洞，甚至尽快找到联系黑洞和白洞的虫洞，实现跨越爱因斯坦设想的那样的真正的星际旅行，实现人类的真正永远存在的梦想。
7 深入探究
7.1 M87星系中心超级黑洞史瓦西半径
7.2 M87星系中心超级黑洞自旋周期
我们确定了该超级黑洞的赤道处的自旋速度无限逼近真空光速c，进一步确定其自旋周期
7.3 对记录数据的质疑
我们知道太阳半径，M87星系中心超级黑洞史瓦西半径，由球体积公式，可进一步确定该超级黑洞的观察体积是太阳体积的，这远远大于原公布的680万倍。如果按照公布数据是680万倍计算，前者是后者的约308万倍，这正是我们前面两种明显不同黑洞密度的原因。因此该黑洞的观察半径会是其史瓦西半径的0.687%，这可能吗？如果我们确定该黑洞的质量是65亿倍太阳质量数据无误，那么该黑洞的体积数据就明显有误，大致为太阳体积2.097十万亿倍。反之，如果我们确定该黑洞的体积是680万倍太阳体积数据无误，那么该黑洞的质量数据应该有误。我不能确定公布的黑洞质量是静止质量还是运动质量。 7.4 超级黑洞的具体构造假说
超级黑洞中心只能是致密中子星，密度大致相当于单个中子的密度，而中子静止质量，中子半径，，中子星部分几乎静止，外部是相对稀薄的等离子气体（主要为氢核、氦核、正负电子）高速环绕其中子星内核自旋，它们的角速度基本相同，具有明显的相对论效应，在其赤道处的等离子自旋速度相当接近真空光速，形成一个史瓦西球型。导致在它的自旋轴附近形成超高强度磁场，在自旋轴两端有大量的高能氢气流（质子流）、射线流、射线流和中微子流喷洒出来。我认为科学家们公布的黑洞体积数据很可能是中子星内核这部分，質量为黑洞史瓦西球的总质量。希望全球尖端科学家基于我建构的超级黑洞模型去具体计算M87星系中心超级黑洞抛洒出高度约1000光年的粒子流数据。
7.5 成为黑洞的质量条件
得出黑洞的临界质量
成为黑洞必须使得恒星质量，因此我们无法制造人造黑洞。
8 对室女座M87星系中心超级黑洞内核的估算数据
8.1 M87星系中心超级黑洞中子星内核半径
（1）该黑洞中子星内核的最大可能半径。
我们基于两点主要假设：①不考虑内核的自旋及远离的相对论效应;②该内核为致密中子星且占据黑洞的绝大部分质量。
我们代入数据可以计算得出该黑洞中子星内核的最大可能半径，约为2.2万千米。
（2）比较精准界定该黑洞中子星内核的半径。
我们基于两点主要假设：①黑洞相对稳定，整体自转角速度与外层近光速的等离子环流一致，自转周期;②不考虑内核自转相对论效应。
对该黑洞中子星内核赤道处某质点m，解得该黑洞中子星内核的最大可能质量。
我们代入数据可以计算得出该黑洞中子星内核精准的最大可能半径，约为32米。
上述两个内核半径数据差距太大，事实上黑洞内核的质量占比只是整体的极小部分，还考虑黑洞自转的相对论效应，其中子星内核半径会比32米更小。
（3）黑洞中子星内核的半径的具体界定方法。
要求充分考虑到其自转相对论效应和外层等离子分层质量分布以及它们的自转转动惯量和M87星系远离的相对论效应界定，相当复杂。
8.2 对M87星系中心超级黑洞平均密度的探究
（1）三个密度。
①该超级黑洞史瓦西半径
该黑洞的平均密度
②太阳密度大约是。黑洞密度
③由黑洞高速自转的临界密度这个密度恰好是第一个密度数据的2倍。这说明黑洞也在蒸发，否则就是我们的观测的黑洞质量数据有误。
（2）内因。黑洞有分层分布，有中子星内核、等离子外层，有自旋和自转，有相对论效应，有吞噬和蒸发。
9 关于黑洞和宇宙膨胀的推论
本文具体探究的黑洞的主要特征，作者否定了原有的黑洞经典理论，指出黑洞不存在夸克星的模型。黑洞有具体的分层分布结构。
本文基本否定了暗能量和暗物质，指出天文观测数据和计算数据的误差原因是天体自旋相对论效应和蒸发质子流等所导致。
本文基本否定了大爆炸宇宙学说，宇宙的膨胀缘自其蒸发辐射、动质量变化引起的万有引力的涨落所致，不存在宇宙奇点的论断。
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