愛因斯坦的相對論和黑洞有什麼聯繫?

零度罒


廣義相對論是愛因斯坦在1915年提出的用於描述引力的理論,其中最重要的是引力場方程。通過解這個方程,可以推導出很多未知的現象和天體。

就在廣義相對論提出一個月後,史瓦西從引力場方程中得到了第一個精確解。根據史瓦西解,宇宙中可能存在一種可以把光也束縛住的絕對黑暗天體,這就是後來所說的黑洞。

黑洞的引力非常極端,它能讓空間發生彎曲到使得光無法逃脫的程度,所以黑洞本身無法直接觀測到。由於黑洞的表面把時空分隔開來,我們無法觀測到黑洞的內部,所以黑洞的表面又被稱為事件視界。根據黑洞的表面逃逸速度剛好就是光速,可以推導出黑洞的半徑(又稱史瓦西半徑):

可以看到,黑洞的半徑只取決於質量,質量越大,黑洞半徑也會越大。

長久以來,天文學家一直在尋找黑洞的蹤跡。但由於黑洞的特殊屬性,天文望遠鏡無法直接觀測到黑洞,只能找到一些間接的證據。天文學家注意到,宇宙中的某些恆星會環繞看不見的緻密天體運動,並且還有相應的電磁波輻射出來。通過理論計算和實際觀測,天文學家可以間接地推測出黑洞的存在。另外,幾年前探測到的雙黑洞合併產生的引力波也能證實黑洞的存在。

不過,天文學家也沒有放棄對黑洞進行成像。雖然黑洞本身不可見,但它們在吞噬物質時會在周圍形成明亮的吸積盤。通過拍攝這種發光結構,可以讓位於中心的看不見黑洞的輪廓顯示出來,這樣就能確定黑洞的存在。

為了拍攝到黑洞的輪廓,需要口徑相當於地球直徑的射電望遠鏡。雖然人類目前無法制造出如此龐大的望遠鏡,但通過干涉技術,可以實現等效口徑達到地球直徑的射電望遠鏡。基於此,天文學家終於拍攝到5500萬光年外的超大質量黑洞的陰影,從而直接證明黑洞的存在。


火星一號


我也是今天才接觸這個話題。從黑洞照片發佈會,還有幾個視頻大概瞭解一點了。廣義相對論大概就是說,物體質量大到一定程度,會具有相等的引力,這個引力磁場很強大,會扭曲時間和空間,也就是說,它的力量可以改變宇宙的正常規律,按照神話傳說就是:跳出三界之外,不在五行之中,自成一體,現在的科學理論無法詮釋。廣義相對論提出以後,科學家就用各種方法來論證,最後提出黑洞理論,盡而提出星際黑洞理論。從論證黑洞的存在和特性,再證明廣義相對論的存在。黑洞照片的公佈,就證明了黑洞的存在,和廣義相對論的可靠性,至少現在來說,愛因斯坦是對的。我認為廣義相對論是牛頓的萬有引力的高級版本。接下來說個本人的想象,感覺黑洞內部實體的直徑大概相當於照片中黑洞中心黑色部分直徑的10到40萬億分之一。


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