點石為黃金

關於黑洞的猜想

劉曉林

許多人說黑洞非常神秘，我曾經這樣認為過，最近卻不知為何有了不同的想法：黑洞也僅是宇宙間的一種客觀存在而已！

關於黑洞人們爭論了很多年，為之據說當今世界上最具智慧的霍金先生賭輸了3次。分別是：1975年關於天蠍座X－1（X指X射線源，1代表天蠍座中最亮的星）是否包含黑洞打賭，霍金認輸，為索恩訂閱了1年的《閣樓》雜誌。1991年，霍金又與索恩、普雷斯基爾賭，裸奇點是否存在，霍金再次認輸。1997年，霍金同美國物理學家約翰・普雷斯基爾打賭，黑洞是否會摧毀它們吞噬的一切信息？霍金於2004年7月21日當眾認輸並送給普雷斯基爾一套板球百科全書。 （關於黑洞的第一次打賭是已故的諾貝爾獎獲得者錢德拉和索恩關於旋轉黑洞的穩定性問題打的賭，結果是索恩贏。於是索恩要錢德拉訂購了《聽眾》雜誌。）

究竟什麼是黑洞？時下的人們有了大致的統一認識：當恆星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什麼影響，從恆星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恆星的半徑越小，它對周圍的時空彎曲作用就越大，朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恆星表面。恆星的半徑小到一特定值（天文學上叫“史瓦西半徑”）時，就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時，恆星就變成了黑洞。說它“黑”，是指它就像宇宙中的無底洞，任何物質一旦掉進去，“似乎”就再不能逃出。對此我部分同意，但不能完全苟同！誠然科學是需要嚴謹，然而再神秘的事物在大的法理則應該是互通的。因此，我想結合相關的公理或常識來談一點關於黑洞的猜想。

猜想一：黑洞未必都是以實體形式存在。（黑洞未必都是恆星演化而成。）

當今科學界的人士多認為黑洞由大於太陽8-25倍太陽質量的恆星先爆炸形成中子星，經過收縮後積聚更大質量形成了巨大引力場，從而最終變為神秘的孤立天體。也就是說，既然是天體就應當具有確切的“視界”（即事件視界，也就是空間與時間中不可逃逸區域的邊界。）和確切的質量。從道理上來看，我們這樣的看法彷彿無懈可擊。但是否會存在另外的不確定呢？比如黑洞極具伸縮性，它會隨著周圍天體的作用和影響而發生變化。如果真的這樣，我們就不能排除黑洞可能是存在於宇宙中某些位置且擁有變化空間的特殊能量（或者特殊的“場”）。

猜想二：黑洞既然有“隱身術”，那麼一定也有“現身術”。

通常人們認為黑洞是隱藏在宇宙中的神秘“物體”，所以觀測黑洞只能通過引力作用來確定它的存在。它可以使得空間發生彎曲或大或小，使得光采用曲線的方式但仍然可以達到在平面中兩點之間直線最短的“同等效果”。強大的引力（能量之一）把光拉得可以偏離了其原來的方向，更有甚者把光吞噬。當光消失後，我們人類就無法看到黑洞！事實上呢？只要物體（包括黑洞）存在，則其在特定的時間一定會有其存在的“視界”，哪怕瞬間即逝。在其存在的“視界”的那一剎那，黑洞是現身的，儘管其內部可能還會漆黑一片。換一種思維方式，黑洞內部具有非常大的引力；只要黑洞不是整個宇宙，它與其他物體應該存在“交界處”。只要“交界處”存在，那麼黑洞就不可能總是隱藏著。

猜想三：任何物體都有成為黑洞的可能，包括宇宙自身。

物體所佔空間與質量的大小不是形成黑洞的關鍵，根本在於空間與質量的影響下所形成的“能量”大小。黑洞既可以非常小，也可以非常大，只要其“能量”足夠大。（近似理解：一個人力量很大與力量很小都可以造成或大或小的“威力”，這要看力量施加在多大的受力面積上。）

猜想四：黑洞象宇宙中其他物體一樣，也是在不停變化著。

宇宙中的黑洞到底有多少，即使在“黑洞”定義完全明確後也很難說清。黑洞的變化比其他物體更具不可確定性，它會因周圍其他物體的變化而自己向其他“天體”轉換。在這一點看來，黑洞跟其他物體一樣都是宇宙間物體間（包括時空）等因素相互制約下所導致的客觀結果。

此外，關於經過黑洞的光線是否全部被黑洞吞噬的問題有科學家提出了質疑，我也持贊同態度。無論黑洞自身的引力有多大，它想吞噬與其發生聯繫的一切物體是不可能的。

我認為宇宙的起源是困惑我們人類認識的最大黑洞。如果說能量巨大的“奇點”（虛物質）慢慢孕育了整個宇宙，那麼“奇點”（虛假的“無”）又是從何而來？只要解決了宇宙起源這一根本，黑洞等問題便可以隨之而解。

劉曉林九天居士

今天的晚上21點整，中國科學院上海天文臺直播人類拍到的第一張M87黑洞照片的消息持續霸屏，天文愛好人士都對此有強烈的興趣，都想一睹盛傳已久的黑洞真容。

1915年11月，愛因斯坦在普魯士科學院的演講中提到了廣義相對論與“引力場方程”，顛覆了人們對宇宙的認識。

1916年，德國卡爾·史瓦西在愛因斯坦的引力場方程中得到了一個真空解：如果大量物質集中一個質點，這個點周圍就會形成奇異的“視界”界面，光在這個界面也不能逃脫。由於不可見，美國物理學家惠勒稱之為“黑洞”。

愛因斯坦是怎樣預測到宇宙中的黑洞呢？

人類對浩渺的宇宙有無盡的嚮往和疑惑，在長期的觀察和思考中總會有新的發現和謎題。

1905年愛因斯坦在提出狹義相對論後，就著手研究將引力場與狹義相對論結合起來，於是就有了引力場由於時空的扭曲的廣義相對論。

先前愛因斯坦就發現了牛頓絕對時空理論的錯誤：水星的近日點的運行中，百年一遇的43秒剩餘誤差一直沒有合理解釋，廣義相對論的引力場方程卻能完美給出闡釋。引力場方程中，光線可在引力場彎曲，比牛頓計算正大一倍。後來的引力紅移也證實了廣義相對論的正確。

愛因斯坦推算出了物質分佈關係著時空引力場方程。時空扭曲程度取決於物質的質量密度、動量密度在時空的分佈，時空的曲率度反過來決定物體運動軌跡。如果時空曲率小，廣義相對論與牛頓運動定律沒有區別;如果時空曲率較強大，又會有較大差異。水星近日點的43秒進動差就是光線引力偏折、光譜引力紅移、雷達回波延遲形成。

20世紀50年代，射電天文學剛起步，通過視界輻射物間接發現到了黑洞這種天體的存在。今天的21點整公佈黑洞第一張照片，有沒有跟我一樣期待？

弄潮科學

愛因斯坦是如何預測到黑洞的存在的？

1、黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言的一種現象，愛因斯坦用廣義相對論為黑洞進入科學領域鋪平了道路，而這並不是他真正的意圖。

1915年，愛因斯坦發表了一系列廣義相對論的演講，聲稱空間和時間是一個連續體，可被任何有質量的東西扭曲，扭曲的結果就是引力，即引力是空間和時間扭曲的結果，並迫使一切物體，從光到行星，甚至從樹上掉下來的蘋果，沿著彎曲的路徑穿過空間。

　　當愛因斯坦發展廣義相對論的時候，花了大約十年的時間用一種叫張量微積分的數學形式近似地解出自己方程的解，即使是最優秀的科學頭腦，也會對數學感到困惑。然而，這一挑戰並沒有阻止愛因斯坦同時代的一位天文學家——一位名叫卡爾·史瓦西的理論物理學家，史瓦西本質上是一個現實主義者，但他非常擅長處理理論概念，當愛因斯坦1915年發表關於廣義相對論的文章時，史瓦西是第一個認識到它們重要性的人之一。

史瓦西是一位德國愛國者，所以當第一次世界大戰爆發時，他把手上的天文學研究放在了一邊，而選擇了參軍。當他讀到愛因斯坦的論文時正在比利時、法國和俄羅斯前線參加戰鬥。儘管如此，史瓦西還是被廣義相對論的本質所吸引，開始為它的方程尋找精確答案。在患了重病被送回家休養兩個月後，史瓦西終於能夠集中精力完成他的計算，在1916年去世前不久，史瓦西完成了他的工作，同年晚些時候出版了：《論愛因斯坦理論中的點質量引力場》成為現代相對論研究的支柱之一，史瓦西在其中提出了他對愛因斯坦未解方程的解。

當愛因斯坦寫下他的廣義相對論時發現了描述引力的新方法，即引力是空間和時間扭曲的結果，物質和能量存在於時空背景中，有三個空間維度和一個時間維度，物體的質量會扭曲時空結構——質量越大的物體對時空影響越大。就像放在蹦床上的保齡球會拉伸織物，使其產生凹陷，行星和恆星也會扭曲時空——這種現象被稱為“短程線效應”。因此，圍繞太陽運行的行星不會受到太陽的引力；只是沿著太陽質量引起的彎曲時空變形運轉。行星從未落入太陽的原因是由於行星的運行速度，簡潔地說就是“物質告訴時空如何彎曲，時空告訴物質如何移動。”

史瓦西意識到物體表面的逃逸速度取決於它的質量和半徑。例如，地球的逃逸速度約為每秒11.2公里——這是火箭在離開地球之前必須達到的速度。但是，如果能使給定質量的半徑足夠小，逃逸速度就會增加，直到達到光速，即每秒30萬公里，在那時，物質和輻射都無法從物體表面逃逸。此外，原子力或亞原子力無法使物體承受自身的重量。因此，物體坍縮成一個無限小的點——原來的物體從視野中消失，只留下它的重力來標記它的存在。結果，會在時空結構中創造了一個無底洞，稱為奇點。史瓦西還解釋說，一個奇點被一個球形引力邊界所包圍，這個邊界會永遠困住任何進去的東西，這個邊界叫做視界（ event horizon）。史瓦西還提出了一個公式，可以計算出視界的大小，這就是史瓦西半徑，是時空無底洞的邊緣，太陽的史瓦西半徑為3公里，即它的視界就在離它表面三公里的地方，地球的史瓦西半徑是9毫米。

史瓦西的論文中包含了激進的預測，時空無底洞的想法困擾了許多科學家包括愛因斯坦，愛因斯坦本人並不相信黑洞的存在，儘管他自己的理論預言了黑洞的存在，但他強烈反對這一觀點。1939年，愛因斯坦在《數學年鑑》上發表了一篇文章，試圖證明這樣的時空無底洞是不可能存在的。因為它公然違背了人類經驗——世界是有限的，一切都可以稱重和測量。

1967年美國物理學家約翰·惠勒將史瓦西提出的”引力完全坍縮的物體“的原始說法進行改進，將之命名為黑洞。科學家們大約五十年來都沒有意識到它在恆星演化中的重要性，直到最近才意識到它對宇宙發展的巨大影響。現代的科學共識是——黑洞確實存在，而且是宇宙最重要的特徵之一，天文學家已經能夠以不同方式間接地探測到它們，因此黑洞的存在是毫無疑問的。

2、黑洞並不是愛因斯坦預言的，只不過愛因斯坦的方程中有黑洞的位置，德國科學家史瓦西利用愛因斯坦的方程計算時得出了一個解，如果大量物質聚集在空間一個點，那麼就會形成強大的引力，其逃逸速度將超過光速，這就是黑洞。

這就是所謂的連光都無法逃脫黑洞控制說法由來，愛因斯坦也對黑洞這玩意的存在很苦惱。黑洞與引力波不同，後者愛因斯坦做了預言，畢竟愛因斯坦的方程是側重對時空的解讀，但黑洞則不是。

　　黑洞是愛因斯坦方程中的一個特殊的存在，由於連光都無法逃脫，那麼美國科學家惠勒將其稱為黑洞。

3、愛因斯坦是一個物理科學家，但他的科學成就遠遠不侷限物理學研究，他的成果已經上升到自然科學，他創建的廣義相對論就是自然科學的最高成果，他所發現黑洞的存在不僅是廣義相對論的成果，也是自然科學的最高成果。

其實宇宙本身就是一個黑洞，黑洞也是一種引力，引力能把一切有形物質固定在一定位置，而在黑洞中也有一個奇點，這個奇點就是太陽，太陽是:黑洞中另一種能量，(熱能量)這種能量不僅能發光而且而有一種強大的衝擊力，或稱推動力。這種衝擊力雖然很強大但在浩瀚的黑洞中很微小，而這種推力和引力相互拼撞或相互制約產生質變形成銀河系。銀河系主要由太陽和地球，月球構成，並以地球為中心各自形成半徑，並在推力和引力的相互作用下地球形成自轉和萬物生機。從這個意義上講地球不僅是銀河系中心也是宇宙的中心宙，當地球自轉面向太陽時才會享受陽光，而背向時就是黑洞，至於地球為什麼能獨特享受太陽光線和不同溫度，主要銀河系是一個由冷熱能量相互制約的螺旋形運行:體系，這就是愛因斯坦的廣義相對論的科學所在，所以也是至今為止圓周率無法算盡的一個根本原因吧……

4、黑洞不是毀滅者

本篇引用尼采的一句話作為開頭：“那些聽不見音樂的人以為那些跳舞的人是瘋子。” 黑洞對我們而言，就是聽不見的東西，所以不要以為談論黑洞的人是瘋子。

什麼是黑洞？

黑洞是現代廣義相對論中，宇宙空間內存在的一種密度極大，體積極小的天體。

黑洞是由質量足夠大的恆星在核聚變反應的燃料耗盡死亡後，發生引力坍縮產生的。黑洞的引力很大，連光都無法逃脫。

　　其實黑洞並不“黑”，只是無法直接觀測，但可以藉由間接方式得知其存在與質量，並且觀測到它對其他事物的影響。關於黑洞要提到一個重要的人物是霍金。眾所周知他是一位身殘志堅的理論物理學家。他的貢獻主要就算黑洞理論，其中最重要的就是奇點定理和霍金輻射。而且我們普通人眾多周知的大爆炸理論，就和他的貢獻有關。大爆炸理論認為宇宙是有起點的，是有一個開始的，目前科學家公佈的數值是138.2億年前。

　　關於黑洞的種種也是眾說紛紜，大多都是建立在想象和數學之上的認識。

甚至對於黑洞是否存在都存有爭議。比如眾多知名網站曾報道出的新聞：“美國北卡羅來納大學理論物理學教授梅爾西尼—霍頓通過數學計算描述了一種全新的方案。她和霍金都同意，當恆星因自身的引力發生坍塌時會產生霍金輻射。但梅爾西尼—霍頓認為，發出這種輻射後，恆星的質量也會不斷地發生損失。正因為如此，當這些恆星坍縮時就不可能達到形成黑洞所必須的質量密度。她認為，垂死的恆星在發生最後一次膨脹後，就會爆炸，然後消亡，奇點永遠不會形成，黑洞視界也不會出現。根本就不會存在像黑洞這樣的東西。”

奇聞先知

首先黑洞並不是愛因斯坦預言的，甚至第一個預言黑洞的人也不是史瓦西，而是18世紀的約翰·米歇爾。

黑洞最初的模樣

1783年，劍橋的學監約翰·米歇爾在《倫敦皇家學會哲學學報》上發表了一篇文章。他認為，如果一個質量足夠大的恆星產生強大的引力場，大到連光線都不能逃逸，任何從恆星表面發出的光，都將像炮彈一樣最終被恆星的引力吸引回來。

米歇爾暗示，宇宙中存在大量這樣的恆星，雖然它們的光到達不了我們這裡，讓我們不能看到它們，但是我們仍然可以感到它們的引力。他將這樣的天體稱為“暗星”，這正是我們現在稱為黑洞的物體。

幾年之後，大名鼎鼎的法國科學家拉普拉斯侯爵也獨自地提出了和米歇爾類似的觀念。當時對光的解釋屬於牛頓“光粒子說”佔上風的時候，所以把光想象成出膛的炮彈，是可以接受的。不過後來19世紀，“光波動說”逐漸取代了粒子說的主導地位，拉普拉斯又將此觀點從他的《世界系統》一書中全部刪除了。因為他顯然不認為波會像炮彈一樣被引力吸引。

對於的黑洞的早期認知止步於米歇爾和拉普拉斯的想象，直到1915年愛因斯坦提出廣義相對論，一個掙扎在俄國戰壕裡的德國炮兵中尉——卡爾·史瓦西——第一次解出了相對論場方程的第一精確解，得到了一個史瓦西半徑公式，從而為黑洞理論奠定了有力的物理方程支撐。

史瓦西的求解思路其實與米歇爾和拉普拉斯的想法一樣，就是當光也逃脫不了引力的束縛時，這樣的天體會是什麼樣子的？只是這次史瓦西擁有了一件完美的計算武器——相對論。

黑洞理論的進化

史瓦西可能沒想到，他算出來的這個奇異天體會成為日後物理學界最大的一個明星，一代又一代頂尖物理學家都投身其中。

20世紀30年代，眾多科學家一起提出了更準確的關於黑洞形成的理論，得出了三種不同方式產生的黑洞模型。

• 恆星黑洞：恆星死亡時，發生超新星爆炸後，殘骸在自身巨大重力作用下坍縮，殘骸越小，引力越大，最終形成黑洞。
  

• 星系黑洞：星系中心的密度非常之大，恆星之間容易發生碰撞合併，形成質量非常之大的天體，這些超大質量天體坍縮，可形成太陽質量的1億倍的黑洞。

  
  

• 原初黑洞：宇宙大爆炸時期的巨大能量，把一些物質擠壓得非常緊，形成初級的黑洞。可只要一個基本粒子那麼大，質量卻和小行星差不多。
  

1963年，旋轉的克爾黑洞被求出，算是黑洞理論中最大的一次躍進，相比于禁止的史瓦西黑洞，旋轉的克爾黑洞才是宇宙中的常態。

1967年，美國物理學家約翰·阿奇巴德·惠勒在12月紐約的一次演講中首次使用了“黑洞”這個術語，惠勒成了第一個把“黑洞”這個名字叫響的人，但惠勒本人表示這個名字，他也是聽別人說的，但最早是誰？已無法確認。

總結

這就是關於黑洞如何被正式提出，以及被正式命名的故事，當然關於黑洞後來還發生了很多故事。霍金輻射讓原初黑洞成了宇宙中的稀缺品，或者根本不存在；2015年的第一聲引力波，被美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）捕捉；以及今年4月份的第一張黑洞照片全球公佈。

黑洞這個人類臆想的產物，逐漸被越來越進步的科技手段所證實。從異想天開到被世人接受，是用物理學解讀世界最有趣的地方。

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想法捕手

黑洞並不是愛因斯坦預言的，只不過愛因斯坦的方程中有黑洞的位置，德國科學家史瓦西利用愛因斯坦的方程計算時得出了一個解，如果大量物質聚集在空間一個點，那麼就會形成強大的引力，其逃逸速度將超過光速，這就是黑洞。

這就是所謂的連光都無法逃脫黑洞控制說法由來，愛因斯坦也對黑洞這玩意的存在很苦惱。黑洞與引力波不同，後者愛因斯坦做了預言，畢竟愛因斯坦的方程是側重對時空的解讀，但黑洞則不是。

黑洞是愛因斯坦方程中的一個特殊的存在，由於連光都無法逃脫，那麼美國科學家惠勒將其稱為黑洞。

霍金給黑洞進行了新的定義，認為黑洞不是黑的，而是灰的，可以稱之為灰洞。由此也可以看出，霍金是一個黑洞研究方面的科學家，並非愛因斯坦那樣顛覆掉一個體系。

太空伊卡洛斯

預測黑洞存在的物理學家是史瓦西（Schwarzschild)，不是愛因斯坦！

但黑洞又的確和愛因斯坦關係密切，涉及到愛因斯坦的廣義和狹義相對論。

最先發現可能存在黑洞這種怪獸天體的物理學家是德國猶太裔物理學家史瓦西，他在一戰服役期間，從愛因斯坦的廣義相對論方程中，推導出了一種可能的天體怪獸——就是後來被通俗化的黑洞——，當時還被稱為史瓦西解。很不幸，史瓦西在第二年因天胞瘡而去世，這是一種自身免疫性疾病，尤其高發於德國猶太人群體中。

圖示：史瓦西與黑洞解，黑洞的不可逃逸範圍，稱為史瓦西半徑。

史瓦西解之所以後來被稱為黑洞，原因也很簡單，因為要從這個天體上出逃，需要的逃逸速度超越了光速！這意味著即便連光都無法從該天體中逃逸，這意味它既不可能發光，也不可能反光。同時，愛因斯坦的狹義相對論還規定任何粒子的運動都不可能超越光速，這意味著進入史瓦西天體的任何物質都將一去不復返。因此就有了黑洞這樣的通俗稱呼，這個稱呼後來被科學界接受。但法國物理學家有段時間很抗拒黑洞（black hole)這個詞，認為不夠典雅，他們建議將黑洞稱為隱星！隱藏在宇宙的星星，不過這個建議既沒有被大眾媒體採納，也沒有被別國物理學家採納，大家都默認了黑洞一詞，以至於許多人忘記了，其實黑洞還是一個天體，只不過非常特殊。

圖示：廣義相對論的核心思想就是質量可以扭曲時空。

如太陽就扭曲了它身邊的空間，而廣義相對論之所以被物理學界廣泛接受，正是因為天文學家愛丁頓證實太陽真的扭曲了它周圍的時空。隨著天體密度的增加，如白矮星和中子星，它們對時空的扭曲也越來越嚴重，而黑洞則是其中的極致，黑洞表面出發的時空，最終會返回其自身。

圖示：地球也扭曲它周圍的時空，要掙脫這種扭曲，需要速度，逃離地球的速度被稱為第一宇宙速度，而逃離黑洞的速度，超過了光速，也就是說，在現有物理學框架下，一旦進入黑洞，就是一條不歸路。

實際上，愛因斯坦堅持認為黑洞這種怪物不可能存在！

在史瓦西得到“黑洞解”後，愛因斯坦認為這個解，不可能真實存在，它將會違揹物理現實，直到1939年，愛因斯坦發表的論文中還專門指出恆星不可能坍縮成一個黑洞。

圖示：當時還沒有黑洞一詞，愛因斯坦還在使用，史瓦西解這樣的表達。

圖示：史瓦西認為，足夠大的恆星，最終將塌縮成一個奇點，而愛因斯坦則認為這種事不可能發生在現實宇宙中。因為他認為，這要求恆星塌縮的速度超光速。

現在的物理學家 ，已經解決了恆星不需要超光速塌縮就能成為黑洞的辦法，這是愛因斯坦當年沒想到的。

首張黑洞照片，證明廣義相對論還是正確的

不管愛因斯坦本人是否相信黑洞的存在，但黑洞的許多屬性都可以用他的廣義相對論方程來進行計算，在人類拍攝到首張黑洞照片之前，我們見到的要麼是藝術家依據科學理論想象中的黑洞，要麼就是理論物理學家用電腦模擬的黑洞，電腦模擬自然只能用廣義相對論作為基礎。雖然，我們已經在太陽系中對廣義相對論進行了精密驗證，但它是否真的能用於黑洞這樣的極短天體嗎？

事實是，首張黑洞照片，完全符合愛因斯坦的廣義相對論，看來大神還得繼續供著。

裸猿的故事

首先愛因斯坦沒有預測到黑洞，先說了這個，再說黑洞的事情。

1915年，愛因斯坦得出了引力場方程，也就是廣義相對論，愛因斯坦認為這是他最得意的工作，可是愛神沒嘚瑟幾天，就沮喪了，因為這個方程他解不出來，說實話這還真有點不好意思，所以說，一定要學好數學啊。

愛神解不出來，並不代表別人解不出來，史瓦西就解出來了。而且人家是在戰壕中解出來的，德國人真奢侈，這種天才也捨得送上戰場，解出來後，論文輾轉送到了愛因斯坦手中，愛神看後大為讚賞，可是史瓦西並沒有得到這份榮譽，論文發表時，他已經病死在前線了。

史瓦西的解中就包含了黑洞，不過史瓦西並不認為有黑洞的存在，所以說，史瓦西也沒有預測出黑洞來。

1928年，印度學生錢德拉塞卡在乘船去英國途中，計算出了錢德拉塞卡極限，大意就是大於太陽1.44倍的恆星最後出現引力塌縮，甚至縮小為一個點，不過他這個觀點遭到了他的導師愛丁頓爵士的反對，爵士很沒有風度的把他的論文撕碎，把錢德拉塞卡趕下了講臺。

愛因斯坦也撰文說不認為恆星可以縮小為零，這就是說愛因斯坦不認為會有黑洞。

好了，說了愛因斯坦的問題，回過頭來說黑洞吧。

早在愛因斯坦出生之前，人們就有了黑洞的設想。1783年，劍橋大學的學監米爾斯就提出存在一種恆星，其引力大到逃逸速度超過光速，就是說光也無法擺脫其引力，這不就是黑洞吧，不過米爾斯稱之為暗星。

1795年，拉普拉斯也表達了類似觀點，他計算出，要是恆星的半徑足夠小，會使得逃逸速度大於光速，不過，肯定是拉普拉斯計算錯了，因為在大質量物體附近，萬有引力定律 是不適用的，應該用廣義相對論計算。

1939年，二戰爆發，這一天，奧本海默也發表了一篇論文，對，沒錯，就是造出原子彈的奧本海默，論文中，奧本海默指出恆星會在自身引力場下收縮，變得吸引力非常強大，大到光都不能逃脫，這就是現代關於黑洞的第一篇論文。

奧本海默一生和二戰關係緊密，他做出巨大科學突破的時候恰逢二戰爆發，這中斷了他的研究，也正是他製造出了原子彈，親手終結了二戰，不過，戰後他麻煩不斷，再也沒有回到安靜的書齋。

1967年，惠勒提出黑洞這一概念。

彭羅斯的研究指出，在黑洞中存在奇點，在奇點處設有物理定律失效，而且宇宙也可能是奇點爆炸而來。

霍金指出，黑洞其實並不黑，其實也在向外面輻射粒子。

總結一下吧，愛因斯坦和黑洞沒有什麼關係，雖然黑洞的描述和規律都要靠他的廣義相對論來實現，霍金對物理學的貢獻沒有想象的那麼大。

閒時亂翻書

昨晚九點，人類終於有幸第一次看到了黑洞的真容。在驚歎現代科技進步的同時，更感嘆科學泰斗愛因斯坦的偉大！儘管這個黑洞發生的真實時間比我國夏朝還早一千五百年。德國物理學家史瓦西雖然計算出了黑洞形成的半徑，但絲毫不影響愛因斯坦這個物理巨人的光輝。連愛因斯坦本人也不會想到，正是他在一百多年前發表的廣義相對論，對引力，時間，空間的新描述，而在一百多年後的今天，得到了清晰的證明，從而使人類對宇宙的認知又跨越了一大步。然而，問題遠沒有結束，黑洞的引力之大，連光都跑不掉，吸入的物質又去了哪裡？宇宙中的恆星之多，最終的歸宿都會先後死亡，那也就意味著都有可能成為黑洞。就拿銀河系來說，至少有四千億顆恆星，那死亡的恆星形成黑洞的數量也數不勝數。大爆炸理論模形是否也存在缺點，值得深思。大爆炸理論認為，宇宙從一個奇點起爆，一剎那擴散到遠端，即所謂還在不斷的宇宙膨脹，但隨著力度減弱，膨脹終止，又開始往回收縮，重回奇點。這看起來有一根宇宙之繩拉扯著宇宙之網。但真實情況到底怎樣？也許剛好相反，奇點一旦起爆，就象一張脫了繩的大網撲向了另一個奇點。最先到達遠端的網“目”早已形成了黑洞。巨大的引力將網中之“魚”源源不斷的吸過去，以致我們看起來宇宙在膨脹，不如說宇宙正在消亡。只不過這個過程對宇宙只是一剎那，而相對人類就是二百七十六億年。

杜慎成1

黑洞並不是愛因斯坦預言的，只不過愛因斯坦的方程中有黑洞的位置，德國科學家史瓦西利用愛因斯坦的方程計算時得出了一個解，如果大量物質聚集在空間一個點，那麼就會形成強大的引力，其逃逸速度將超過光速，這就是黑洞。這就是所謂的連光都無法逃脫黑洞控制說法由來，愛因斯坦也對黑洞這玩意的存在很苦惱。

太極就有陰陽八卦圖，天生道，道生陰陽萬物。老子曰：道可道，非常道；名可名，非常名。道可道，仍是進道出道均要順道；名可名，仍是揚其名亦可毀其名。非常道，指看似變道無常則又是道有規律有秩序；非常名，指名正言順則不亂。因此，做人做事不可倒行逆施，要順應天意。反之，便吸進黑洞被吞噬！

廣義相對論場方程存在一個史瓦西解，而這個解則預言了黑洞的存在。據說愛因斯坦曾經對這個解非常頭痛。場方程可以很好的解釋引力所造成所有現象。而當球體質量達到一個界限時，就出現了連光都無法逃脫的現象。這就是黑洞。因為廣義相對論的基礎是真空光速恆定。而引力實質是質量引發的時空扭曲。黑洞無法直接觀測，但可以藉由間接方式得知其存在與質量，並且觀測到它對其他事物的影響。

藉由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的“邊緣訊息”，可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可藉由間接觀測恆星或星際雲氣團繞行軌跡取得位置以及質量。2017年12月7日，美國卡耐基科學研究所科學家發現有史以來最遙遠的超大質量黑洞，其質量是太陽的8億倍。

劉士界

首先要明確一下，黑洞不是愛因斯坦預測到的，1905年愛因斯坦發表狹義相對論後，從1907年開始了長達八年的對引力的相對性理論的探索。在歷經多次彎路和錯誤之後，他於1915年11月在普魯士科學院上作了發言，解釋引力如何作用時，給出了著名的愛因斯坦引力場方程：

整個方程的意義是：空間物質的能量-動量分佈決定空間的彎曲狀況。

1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解，這個解表明，如果將大量物質集中於空間一點，其周圍會產生奇異的現象，即在質點周圍存在一個界面——“視界”一旦進入這個界面，即使光也無法逃脫。這種“不可思議的天體”被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。

愛因斯坦對物體之間存在相互吸引的引力這種現象解釋為因為物體的質量使得物體所在環境的空間、時間扭曲，而這種扭曲的結果並迫使一切物體，沿著彎曲的路徑穿過空間，這種現象在最後外我們的觀察中就感覺物質之間存在相關吸引的引力。比如：我們日常生活中看到的蘋果從樹上掉到了地上現象，愛因斯坦給出解釋：因為地球的存在，使得地球周圍的空間、時間發生了扭曲，蘋果沿著扭曲空間行進而已；而牛頓給出的解：世界萬物都存在相互吸引，蘋果受到了地球的引力才從樹上掉了下來。後來在天文觀察中，發現愛因斯坦的理論計算結果更接近天體運動軌跡，如關於水星近日點進動值的計算結果。卡爾·史瓦西利用愛因斯坦的引力場方程，計算出了一個特殊的存在，即根據物體的質量可以使其周圍的環境的空間、時間扭曲，而且扭曲程度跟其能動張量

換句話說，愛因斯坦只是給出解釋引力現象的一種方法，而卡爾·史瓦西利用這種方法推算出來一種特殊的天體，然後這種天體被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。

北京時間10日晚9時許，包括中國在內，全球多地天文學家同步公佈了黑洞“真容”，這是人類首次拍到黑洞的照片，

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關鍵字: 霍金 科學 劉曉林