宇宙中，是先有星系，還是先有黑洞？

星系是如何形成的，至今仍沒有定論。但根據宇宙大爆炸模型，第一代的星系應該是在大爆炸後的十億年。

黑洞是由大質量的恆星在燃料耗盡後，中子簡併壓力不足以阻擋恆星殘骸的萬有引力的作用，它就塌縮至史瓦西半徑之下，這就形成了黑洞。從黑洞的產生來看，它是晚於恆星的誕生。由於質量越大，核聚變反應發生得越猛烈，所以，最大恆星的壽命只有數百萬年。在燃料耗盡後，它必將形成黑洞。但理論上還有一種情況，質量比260太陽質量更大的恆星會直接坍縮為黑洞。所以，理論上在恆星誕生的同時，黑洞就誕生了。

第一代恆星大約產生於大爆炸後的數億年。那麼，黑洞大約也形成於大爆炸以後的數億年。從這裡看出，黑洞產生早於星系的形成。

還有一類理論上的黑洞，叫太初黑洞，它的誕生時間更為久遠，它是在大爆炸後一小段時間內誕生的。由於大爆炸發生後的最初一小段時間內，空間狹小，於是就有著極高的壓強與溫度。在這種情況下，物質密度的波動就可能造成在局部區域的達到形成黑洞的條件。這種黑洞還存在於現今的宇宙之中。

在宇宙極早期，宇宙剛剛形成不到一秒的輻射佔優期，空間要比現在小得多，而物質和能量密度則要高得多。由於某些機制引起的不均勻性，將會導致一些超高密度物質被擠壓成黑洞，它們被稱為原初黑洞。理論上，原初黑洞的質量可以很小，最小可能只有10^-8千克，最大可能達到太陽質量的數千倍。隨著時間的推移，較小的原初黑洞將會因為霍金輻射而蒸發掉，而其餘較大的黑洞可能還存在於目前的宇宙中，它們有可能成為星系中心的超大質量黑洞的種子。

另一方面，宇宙中最早的星系應該是在宇宙大爆炸之後數億年才開始形成，目前已知最早的星系是出現在宇宙形成之後4億年的GN-z11。因此，理論上，原創黑洞比星系更早出現。

如果原初黑洞不存在，那麼，星系和黑洞哪個先出現目前還不清楚。這是因為我們還不知道星系究竟是如何形成的，目前關於星系形成的主流理論有兩個。

一個是自下而上模型，這個理論認為，宇宙大爆炸之後產生的氣體雲先坍縮形成第一批恆星，恆星通過引力束縛在一起形成星團，然後它們互相合併形成星系。如果是這樣的話，那麼，宇宙中先形成第一批恆星，由於它們的質量非常大，它們很快會坍縮為黑洞，此後才逐漸形成第一批星系。

另一個是自上而下模型，這個理論認為，來自宇宙大爆炸的氣體雲隨著空間膨脹逐漸分裂成星系尺度的氣體雲，它們逐漸坍縮為原始星系。隨後在星系中才形成第一批恆星，以及後來的黑洞。

如果原初黑洞存在的話，那麼，宇宙中先出現黑洞，然後再出現星系。

PS：未經同意不得轉載（圖片來源網路）

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