03.06 爱因斯坦是如何预测到黑洞的存在的?

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人类科学能够进步的如此迅速,的确与许多优秀科学家们的突出贡献密切相关。比如,拥有“继伽利略之后最伟大的物理学家”之称的阿尔伯特·爱因斯坦。他曾因为光电效应相关的研究,而获得了诺贝尔奖的殊荣。但是,能量守恒、宇宙常数和相对论也同样是他的重要成就。

很多人在聊到爱因斯坦的时候,会习惯于强调他的一些预言,或许这样的话题会让很多人感到更加有趣味性。然而,很多我们以为的预言其实并不是出自他本人。比如,宇宙中最让人捉摸不透的一种天体黑洞,有不少人都认为是爱因斯坦预言了它的存在,然而,事实的真相到底是怎样的呢?


爱因斯坦预言宇宙中存在黑洞了吗?

这个问题的答案是否定的,爱因斯坦不曾预言过黑洞的存在。关于黑洞,他的贡献只在于爱因斯坦引力场方程,德国天文科学家卡尔·史瓦西才是发现这种神秘天体的人。而美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒,便是第一个将这种神秘天体命名为“黑洞”的人。

卡尔·史瓦西在对爱因斯坦引力场方程计算真空解的时候发现,当庞大量级的物质集中在空间中的一个点上,那么它周围的物质一旦进入“视界”便无法逃脱。当人类的首张黑洞照片面世的时候,同时也证明了爱因斯坦广义相对论同样适用于极端条件下。关于爱因斯坦场方程和史瓦西解,我们也可以粗略了解一下。

已知爱因斯坦场方程为:

从 R_uv-1/2*R*g_uv=κ*T_uv (Rμν-(1/2)gμνR=8GπTμν/(c*c*c*c) -gμν)

而空间物质的能量-动量(T_uv)分布=空间的弯曲状况(R_uv)方程说明解的形式:

ds^2=Adt^2+Bdr^2+Cdθ^2+Ddφ^2

当T_uv等于0,便有了施瓦西外解:


爱因斯坦的广义相对论都预言了什么?

说到预言,牛顿运动定律和牛顿万有引力定律的预言,其实是和广义相对论的预言趋于一致的。它们之间的区别,其实就主要体现在时间空间弯曲较大的时候。没错,爱因斯坦的广义相对论,的确预言了很多不曾探索或实验得出的事物,但其中并不包含黑洞。

比如,广义相对论在提出之后,那些被预言的雷达回波延迟、光频引力红移、水星近日点反常进动,以及光线引力偏折,都已经在之后的实验或天文观测中得到证实。而关于广义相对论预言的引力波,也在脉冲双星的观测中得到了有力证据。在20世纪60年代以前,由于牛顿引力理论足以解释大部分引力现象。

所以,即便广义相对论得到了大家的承认,但也并没有真的在实际研究中得以运用。而这样的情况之所以会被扭转,其实得益于3K宇宙背景辐射和中子星的发现。不管是黑洞物理和黑洞探测、中子星的形成和结构,还是引力波探测、引力辐射理论和大爆炸宇宙学等问题,都因为广义相对论而有了物理研究的重要理论基础。

让人难以琢磨的黑洞具有哪些基本的特征?

从我们目前的探索来看,在所有较大的星系中,其实都存在着超大质量的巨型黑洞,这其中也包括我们太阳系所在的银河系。奇点和事件视界是黑洞的主要构成部分,虽然我们不能直接观测到黑洞的存在,但可以通过其周围吸积盘所发出的热量和强烈辐射,从而推断出黑洞是否存在。

引力大和体积小是黑洞最典型的特征,但它并不像自己的名字一样“黑”。尽管我们目前的观测技术还无法直接捕获它的身影,但可以通过对其他事物的影响预估它的质量。而星体演变为黑洞的过程,就和中子星的诞生过程很相似。

科学家们观测到黑洞的存在,通常都是因为它们在将周围的气体聚拢之后,产生了强烈的辐射,也就是所谓的吸积过程。相信很多人都知道“密度=质量/体积”这个公式,既然黑洞的拥有极大的密度。那么,在黑洞质量不变的前提下,只有该天体的体积达到无限小才,有可能成为黑洞。

黑洞的形成方式之一,便是恒星的死亡,而根据霍金的理论中的“隧道效应”现象来说,黑洞的边界就像是一堵能量极高的势垒。不同于宇宙中其他的可见天体,黑洞的确表现得更为特殊,因为我们至今也没有观测到它的内部。

而之所以它们可以隐藏的如此好,是因为弯曲的时空。也就是广义相对论中所说的那样,引力场的作用会导致时空弯曲。即便此时的光在传播路径上,依然是任意两点之间的最短距离。并且,时空的变形在黑洞的周围特别大,所以,当我们在观察黑洞背面的星空时,也无法看到黑洞的存在。


悟空科学


今天的晚上21点整,中国科学院上海天文台直播人类拍到的第一张M87黑洞照片的消息持续霸屏,天文爱好人士都对此有强烈的兴趣,都想一睹盛传已久的黑洞真容。


1915年11月,爱因斯坦在普鲁士科学院的演讲中提到了广义相对论与“引力场方程”,颠覆了人们对宇宙的认识。

1916年,德国卡尔·史瓦西在爱因斯坦的引力场方程中得到了一个真空解:如果大量物质集中一个质点,这个点周围就会形成奇异的“视界”界面,光在这个界面也不能逃脱。由于不可见,美国物理学家惠勒称之为“黑洞”。


爱因斯坦是怎样预测到宇宙中的黑洞呢?

人类对浩渺的宇宙有无尽的向往和疑惑,在长期的观察和思考中总会有新的发现和谜题。

1905年爱因斯坦在提出狭义相对论后,就着手研究将引力场与狭义相对论结合起来,于是就有了引力场由于时空的扭曲的广义相对论。

先前爱因斯坦就发现了牛顿绝对时空理论的错误:水星的近日点的运行中,百年一遇的43秒剩余误差一直没有合理解释,广义相对论的引力场方程却能完美给出阐释。引力场方程中,光线可在引力场弯曲,比牛顿计算正大一倍。后来的引力红移也证实了广义相对论的正确。


爱因斯坦推算出了物质分布关系着时空引力场方程。时空扭曲程度取决于物质的质量密度、动量密度在时空的分布,时空的曲率度反过来决定物体运动轨迹。如果时空曲率小,广义相对论与牛顿运动定律没有区别;如果时空曲率较强大,又会有较大差异。水星近日点的43秒进动差就是光线引力偏折、光谱引力红移、雷达回波延迟形成。

20世纪50年代,射电天文学刚起步,通过视界辐射物间接发现到了黑洞这种天体的存在。今天的21点整公布黑洞第一张照片,有没有跟我一样期待?


弄潮科学


爱因斯坦是如何预测到黑洞的存在的?

1、黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种现象,爱因斯坦用广义相对论为黑洞进入科学领域铺平了道路,而这并不是他真正的意图。

1915年,爱因斯坦发表了一系列广义相对论的演讲,声称空间和时间是一个连续体,可被任何有质量的东西扭曲,扭曲的结果就是引力,即引力是空间和时间扭曲的结果,并迫使一切物体,从光到行星,甚至从树上掉下来的苹果,沿着弯曲的路径穿过空间。

  当爱因斯坦发展广义相对论的时候,花了大约十年的时间用一种叫张量微积分的数学形式近似地解出自己方程的解,即使是最优秀的科学头脑,也会对数学感到困惑。然而,这一挑战并没有阻止爱因斯坦同时代的一位天文学家——一位名叫卡尔·史瓦西的理论物理学家,史瓦西本质上是一个现实主义者,但他非常擅长处理理论概念,当爱因斯坦1915年发表关于广义相对论的文章时,史瓦西是第一个认识到它们重要性的人之一。

史瓦西是一位德国爱国者,所以当第一次世界大战爆发时,他把手上的天文学研究放在了一边,而选择了参军。当他读到爱因斯坦的论文时正在比利时、法国和俄罗斯前线参加战斗。尽管如此,史瓦西还是被广义相对论的本质所吸引,开始为它的方程寻找精确答案。在患了重病被送回家休养两个月后,史瓦西终于能够集中精力完成他的计算,在1916年去世前不久,史瓦西完成了他的工作,同年晚些时候出版了:《论爱因斯坦理论中的点质量引力场》成为现代相对论研究的支柱之一,史瓦西在其中提出了他对爱因斯坦未解方程的解。

  

当爱因斯坦写下他的广义相对论时发现了描述引力的新方法,即引力是空间和时间扭曲的结果,物质和能量存在于时空背景中,有三个空间维度和一个时间维度,物体的质量会扭曲时空结构——质量越大的物体对时空影响越大。就像放在蹦床上的保龄球会拉伸织物,使其产生凹陷,行星和恒星也会扭曲时空——这种现象被称为“短程线效应”。因此,围绕太阳运行的行星不会受到太阳的引力;只是沿着太阳质量引起的弯曲时空变形运转。行星从未落入太阳的原因是由于行星的运行速度,简洁地说就是“物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何移动。”

史瓦西意识到物体表面的逃逸速度取决于它的质量和半径。例如,地球的逃逸速度约为每秒11.2公里——这是火箭在离开地球之前必须达到的速度。但是,如果能使给定质量的半径足够小,逃逸速度就会增加,直到达到光速,即每秒30万公里,在那时,物质和辐射都无法从物体表面逃逸。此外,原子力或亚原子力无法使物体承受自身的重量。因此,物体坍缩成一个无限小的点——原来的物体从视野中消失,只留下它的重力来标记它的存在。结果,会在时空结构中创造了一个无底洞,称为奇点。史瓦西还解释说,一个奇点被一个球形引力边界所包围,这个边界会永远困住任何进去的东西,这个边界叫做视界( event horizon)。史瓦西还提出了一个公式,可以计算出视界的大小,这就是史瓦西半径,是时空无底洞的边缘,太阳的史瓦西半径为3公里,即它的视界就在离它表面三公里的地方,地球的史瓦西半径是9毫米。

  

史瓦西的论文中包含了激进的预测,时空无底洞的想法困扰了许多科学家包括爱因斯坦,爱因斯坦本人并不相信黑洞的存在,尽管他自己的理论预言了黑洞的存在,但他强烈反对这一观点。1939年,爱因斯坦在《数学年鉴》上发表了一篇文章,试图证明这样的时空无底洞是不可能存在的。因为它公然违背了人类经验——世界是有限的,一切都可以称重和测量。

1967年美国物理学家约翰·惠勒将史瓦西提出的”引力完全坍缩的物体“的原始说法进行改进,将之命名为黑洞。科学家们大约五十年来都没有意识到它在恒星演化中的重要性,直到最近才意识到它对宇宙发展的巨大影响。现代的科学共识是——黑洞确实存在,而且是宇宙最重要的特征之一,天文学家已经能够以不同方式间接地探测到它们,因此黑洞的存在是毫无疑问的。

2、黑洞并不是爱因斯坦预言的,只不过爱因斯坦的方程中有黑洞的位置,德国科学家史瓦西利用爱因斯坦的方程计算时得出了一个解,如果大量物质聚集在空间一个点,那么就会形成强大的引力,其逃逸速度将超过光速,这就是黑洞。

  

这就是所谓的连光都无法逃脱黑洞控制说法由来,爱因斯坦也对黑洞这玩意的存在很苦恼。黑洞与引力波不同,后者爱因斯坦做了预言,毕竟爱因斯坦的方程是侧重对时空的解读,但黑洞则不是。

  黑洞是爱因斯坦方程中的一个特殊的存在,由于连光都无法逃脱,那么美国科学家惠勒将其称为黑洞。

3、爱因斯坦是一个物理科学家,但他的科学成就远远不局限物理学研究,他的成果已经上升到自然科学,他创建的广义相对论就是自然科学的最高成果,他所发现黑洞的存在不仅是广义相对论的成果,也是自然科学的最高成果。

其实宇宙本身就是一个黑洞,黑洞也是一种引力,引力能把一切有形物质固定在一定位置,而在黑洞中也有一个奇点,这个奇点就是太阳,太阳是:黑洞中另一种能量,(热能量)这种能量不仅能发光而且而有一种强大的冲击力,或称推动力。这种冲击力虽然很强大但在浩瀚的黑洞中很微小,而这种推力和引力相互拼撞或相互制约产生质变形成银河系。银河系主要由太阳和地球,月球构成,并以地球为中心各自形成半径,并在推力和引力的相互作用下地球形成自转和万物生机。从这个意义上讲地球不仅是银河系中心也是宇宙的中心宙,当地球自转面向太阳时才会享受阳光,而背向时就是黑洞,至于地球为什么能独特享受太阳光线和不同温度,主要银河系是一个由冷热能量相互制约的螺旋形运行:体系,这就是爱因斯坦的广义相对论的科学所在,所以也是至今为止圆周率无法算尽的一个根本原因吧……

4、黑洞不是毁灭者

本篇引用尼采的一句话作为开头:“那些听不见音乐的人以为那些跳舞的人是疯子。” 黑洞对我们而言,就是听不见的东西,所以不要以为谈论黑洞的人是疯子。

什么是黑洞?

黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种密度极大,体积极小的天体。

黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽死亡后,发生引力坍缩产生的。黑洞的引力很大,连光都无法逃脱。

  其实黑洞并不“黑”,只是无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。关于黑洞要提到一个重要的人物是霍金。众所周知他是一位身残志坚的理论物理学家。他的贡献主要就算黑洞理论,其中最重要的就是奇点定理和霍金辐射。而且我们普通人众多周知的大爆炸理论,就和他的贡献有关。大爆炸理论认为宇宙是有起点的,是有一个开始的,目前科学家公布的数值是138.2亿年前。

  关于黑洞的种种也是众说纷纭,大多都是建立在想象和数学之上的认识。

甚至对于黑洞是否存在都存有争议。比如众多知名网站曾报道出的新闻:“美国北卡罗来纳大学理论物理学教授梅尔西尼—霍顿通过数学计算描述了一种全新的方案。她和霍金都同意,当恒星因自身的引力发生坍塌时会产生霍金辐射。但梅尔西尼—霍顿认为,发出这种辐射后,恒星的质量也会不断地发生损失。正因为如此,当这些恒星坍缩时就不可能达到形成黑洞所必须的质量密度。她认为,垂死的恒星在发生最后一次膨胀后,就会爆炸,然后消亡,奇点永远不会形成,黑洞视界也不会出现。根本就不会存在像黑洞这样的东西。”


奇闻先知


介绍黑洞内部结构情况,首先黑洞形成是巨大质量和体积恒星坍塌而成。黑洞的本质就是天体也是单独空间,黑洞具有強大吸引力,能够把附近脱离轨道天体的物质或者到处流浪的流星,恒星,行星,彗星,陨石,尘埃甚至包括光线都被黑洞吸入,并且能能撕裂这些星系物质成为原子粒子。黑洞开始阶段空间区域充满着云雾状粒子呈现微朦朦胧胧白色光线,黑洞无边无际深处强大引力吸着这些粒子不断向深处快速涌入,黑洞周围空间不断向黑洞中央空间区域喷射出云雾状的粒子。这些粒子不断向前往黑洞中部空间区域快速运动,这些粒子积累越来越多,运动速度越来越慢,最后这些粒子运动到黑洞中心区域处于饱和状态。这些粒子基本上运动速度处于停止状态,黑洞中心空间区域结构非常稳定。这时候周围空间漆黑一片肉眼无法观测到任何光线,充满云雾状的稠密的粒子。只有特殊智能化探测设备才能观测到整个黑洞中心空间区域奇妙的变化。但是经过这一段黑洞中心空间区域,这些粒子又开始缓慢向前地移动,逐渐到越来越快向前运动,速度到最后加速达到以光速飞快地运动。这时候黑洞空间区域到处充满着放射性物质:脉冲射线和伽马射线等,这些云雾状粒子以光速快速运动通过黑洞内部连结白洞隧道,这时候周围空间因为以光速运动,这些稠密云雾状粒子之间急剧互相摩擦周围空间呈现微亮光线,然后再通过白洞喷口以光速喷射出去云雾状粒子,它们不断聚积,形成星云状的物质。目前地球以光为介质射电望远镜是无法探浏到这些云雾状粒子,经过若干亿年聚积形成星云团物质的结构重新演变诞生了恒星,行星,彗星等。也是符合宇宙能量守恒的定律,所有宇宙星系星球都是遵守从死亡到诞生不断循环过程的规律。黑洞空间里和时间变化的关系:星系物质被黑洞强大引力吸入起始端开始时段区域时间变化为0,云雾状粒子运动到黑洞空间区域中心段也称为(世界界)时间是会发生变化了,白洞喷射这些云雾状粒出口端时段以光速喷射时间变化为0。


擦肩而过故事


黑洞并不是爱因斯坦预言的,只不过爱因斯坦的方程中有黑洞的位置,德国科学家史瓦西利用爱因斯坦的方程计算时得出了一个解,如果大量物质聚集在空间一个点,那么就会形成强大的引力,其逃逸速度将超过光速,这就是黑洞。

这就是所谓的连光都无法逃脱黑洞控制说法由来,爱因斯坦也对黑洞这玩意的存在很苦恼。黑洞与引力波不同,后者爱因斯坦做了预言,毕竟爱因斯坦的方程是侧重对时空的解读,但黑洞则不是。

黑洞是爱因斯坦方程中的一个特殊的存在,由于连光都无法逃脱,那么美国科学家惠勒将其称为黑洞。

霍金给黑洞进行了新的定义,认为黑洞不是黑的,而是灰的,可以称之为灰洞。由此也可以看出,霍金是一个黑洞研究方面的科学家,并非爱因斯坦那样颠覆掉一个体系。


太空伊卡洛斯


首先爱因斯坦没有预测到黑洞,先说了这个,再说黑洞的事情。

1915年,爱因斯坦得出了引力场方程,也就是广义相对论,爱因斯坦认为这是他最得意的工作,可是爱神没嘚瑟几天,就沮丧了,因为这个方程他解不出来,说实话这还真有点不好意思,所以说,一定要学好数学啊。

爱神解不出来,并不代表别人解不出来,史瓦西就解出来了。而且人家是在战壕中解出来的,德国人真奢侈,这种天才也舍得送上战场,解出来后,论文辗转送到了爱因斯坦手中,爱神看后大为赞赏,可是史瓦西并没有得到这份荣誉,论文发表时,他已经病死在前线了。


史瓦西的解中就包含了黑洞,不过史瓦西并不认为有黑洞的存在,所以说,史瓦西也没有预测出黑洞来。

1928年,印度学生钱德拉塞卡在乘船去英国途中,计算出了钱德拉塞卡极限,大意就是大于太阳1.44倍的恒星最后出现引力塌缩,甚至缩小为一个点,不过他这个观点遭到了他的导师爱丁顿爵士的反对,爵士很没有风度的把他的论文撕碎,把钱德拉塞卡赶下了讲台。

爱因斯坦也撰文说不认为恒星可以缩小为零,这就是说爱因斯坦不认为会有黑洞。

好了,说了爱因斯坦的问题,回过头来说黑洞吧。

早在爱因斯坦出生之前,人们就有了黑洞的设想。1783年,剑桥大学的学监米尔斯就提出存在一种恒星,其引力大到逃逸速度超过光速,就是说光也无法摆脱其引力,这不就是黑洞吧,不过米尔斯称之为暗星。

1795年,拉普拉斯也表达了类似观点,他计算出,要是恒星的半径足够小,会使得逃逸速度大于光速,不过,肯定是拉普拉斯计算错了,因为在大质量物体附近,万有引力定律 是不适用的,应该用广义相对论计算。

1939年,二战爆发,这一天,奥本海默也发表了一篇论文,对,没错,就是造出原子弹的奥本海默,论文中,奥本海默指出恒星会在自身引力场下收缩,变得吸引力非常强大,大到光都不能逃脱,这就是现代关于黑洞的第一篇论文。

奥本海默一生和二战关系紧密,他做出巨大科学突破的时候恰逢二战爆发,这中断了他的研究,也正是他制造出了原子弹,亲手终结了二战,不过,战后他麻烦不断,再也没有回到安静的书斋。

1967年,惠勒提出黑洞这一概念。

彭罗斯的研究指出,在黑洞中存在奇点,在奇点处设有物理定律失效,而且宇宙也可能是奇点爆炸而来。

霍金指出,黑洞其实并不黑,其实也在向外面辐射粒子。

总结一下吧,爱因斯坦和黑洞没有什么关系,虽然黑洞的描述和规律都要靠他的广义相对论来实现,霍金对物理学的贡献没有想象的那么大。


闲时乱翻书


黑洞并不是爱因斯坦预言的,只不过爱因斯坦的方程中有黑洞的位置,德国科学家史瓦西利用爱因斯坦的方程计算时得出了一个解,如果大量物质聚集在空间一个点,那么就会形成强大的引力,其逃逸速度将超过光速,这就是黑洞。这就是所谓的连光都无法逃脱黑洞控制说法由来,爱因斯坦也对黑洞这玩意的存在很苦恼。

太极就有阴阳八卦图,天生道,道生阴阳万物。老子曰:道可道,非常道;名可名,非常名。道可道,仍是进道出道均要顺道;名可名,仍是扬其名亦可毁其名。非常道,指看似变道无常则又是道有规律有秩序;非常名,指名正言顺则不乱。因此,做人做事不可倒行逆施,要顺应天意。反之,便吸进黑洞被吞噬!

广义相对论场方程存在一个史瓦西解,而这个解则预言了黑洞的存在。据说爱因斯坦曾经对这个解非常头痛。场方程可以很好的解释引力所造成所有现象。而当球体质量达到一个界限时,就出现了连光都无法逃脱的现象。这就是黑洞。因为广义相对论的基础是真空光速恒定。而引力实质是质量引发的时空扭曲。黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。

借由物体被吸入之前的因高热而放出和γ射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。2017年12月7日,美国卡耐基科学研究所科学家发现有史以来最遥远的超大质量黑洞,其质量是太阳的8亿倍。


刘士界游戏解说


首先黑洞并不是爱因斯坦预言的,甚至第一个预言黑洞的人也不是史瓦西,而是18世纪的约翰·米歇尔。

黑洞最初的模样

1783年,剑桥的学监约翰·米歇尔在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他认为,如果一个质量足够大的恒星产生强大的引力场,大到连光线都不能逃逸,任何从恒星表面发出的光,都将像炮弹一样最终被恒星的引力吸引回来。

米歇尔暗示,宇宙中存在大量这样的恒星,虽然它们的光到达不了我们这里,让我们不能看到它们,但是我们仍然可以感到它们的引力。他将这样的天体称为“暗星”,这正是我们现在称为黑洞的物体。

几年之后,大名鼎鼎的法国科学家拉普拉斯侯爵也独自地提出了和米歇尔类似的观念。当时对光的解释属于牛顿“光粒子说”占上风的时候,所以把光想象成出膛的炮弹,是可以接受的。不过后来19世纪,“光波动说”逐渐取代了粒子说的主导地位,拉普拉斯又将此观点从他的《世界系统》一书中全部删除了。因为他显然不认为波会像炮弹一样被引力吸引。

对于的黑洞的早期认知止步于米歇尔和拉普拉斯的想象,直到1915年爱因斯坦提出广义相对论,一个挣扎在俄国战壕里的德国炮兵中尉——卡尔·史瓦西——第一次解出了相对论场方程的第一精确解,得到了一个史瓦西半径公式,从而为黑洞理论奠定了有力的物理方程支撑。

史瓦西的求解思路其实与米歇尔和拉普拉斯的想法一样,就是当光也逃脱不了引力的束缚时,这样的天体会是什么样子的?只是这次史瓦西拥有了一件完美的计算武器——相对论。

黑洞理论的进化

史瓦西可能没想到,他算出来的这个奇异天体会成为日后物理学界最大的一个明星,一代又一代顶尖物理学家都投身其中。

20世纪30年代,众多科学家一起提出了更准确的关于黑洞形成的理论,得出了三种不同方式产生的黑洞模型。

  • 恒星黑洞:恒星死亡时,发生超新星爆炸后,残骸在自身巨大重力作用下坍缩,残骸越小,引力越大,最终形成黑洞。

  • 星系黑洞:星系中心的密度非常之大,恒星之间容易发生碰撞合并,形成质量非常之大的天体,这些超大质量天体坍缩,可形成太阳质量的1亿倍的黑洞。

  • 原初黑洞:宇宙大爆炸时期的巨大能量,把一些物质挤压得非常紧,形成初级的黑洞。可只要一个基本粒子那么大,质量却和小行星差不多。

1963年,旋转的克尔黑洞被求出,算是黑洞理论中最大的一次跃进,相比于禁止的史瓦西黑洞,旋转的克尔黑洞才是宇宙中的常态。

1967年,美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒在12月纽约的一次演讲中首次使用了“黑洞”这个术语,惠勒成了第一个把“黑洞”这个名字叫响的人,但惠勒本人表示这个名字,他也是听别人说的,但最早是谁?已无法确认。

总结

这就是关于黑洞如何被正式提出,以及被正式命名的故事,当然关于黑洞后来还发生了很多故事。霍金辐射让原初黑洞成了宇宙中的稀缺品,或者根本不存在;2015年的第一声引力波,被美国激光干涉引力波天文台(LIGO)捕捉;以及今年4月份的第一张黑洞照片全球公布。

黑洞这个人类臆想的产物,逐渐被越来越进步的科技手段所证实。从异想天开到被世人接受,是用物理学解读世界最有趣的地方。

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想法捕手


根据爱因斯坦引力场方程式的解答来说,如果将一个质量非常大的物质压缩成一个点,那么其周边的环境就会产生一个非常奇怪的现象,形成一个独有的视界,任何物质只要进入到这个点的可视范围以内,就会被拉入点的世界当中,连光都无法逃脱,这种无法被理解的天体被命名为黑洞。


因为在黑洞周边是不存在光的,所以黑洞是无法被直接观测到的,现在网上大部分的黑洞图片都是概念图,黑洞到底存不存在?长什么样子?只能靠其它物质进行间接性的推测,根据爱因斯坦的结论,在宇宙中可以看到一些恒星和星云之间的运行轨迹,有一些明显的不同,那么其中心处就有可能存在一个质量非常大的黑洞。

其实黑洞到底存不存在,也只是爱因斯坦的一个推测而已,根据相对论,当一颗垂死的恒星坍塌后就会凝聚在一起,这时就有可能形成一个黑洞,但现今我们并没有找到能够证明黑洞存在的有力证据,但是大多数人都已经接受了黑洞。



诸葛半仙儿


黑洞的存在是史瓦西根据爱因斯坦的相对论,使用数学推理而计算出来的,如(史瓦西半径r=2GM/c^2,式中G为引力常数,M为黑洞质量,c为光速)r为径向半径,不是球半径。

由上海天文公告可知,爱因斯坦的相对论得到了验证,史瓦西的黑洞半径理论是正确的,霍金的奇点黑洞定义是完全错误的!其实广义相对论和“奇点”黑洞理论是互相对立的,如果宇宙存在“奇点”黑洞,那么时空弯曲就错了,反之,时空弯曲正确,“奇点”宇宙就是错误的!

因此,黑洞的最新定义应该为:黑洞就是相当大的质量都压缩在一个体积相对较小的空间中,它的内部再没法进行核聚变反应了。原因是由于质空的坍缩,黑洞的内部早已经是基本粒子流或说是光子超流体的液态旋涡了,所以说黑洞是既有质量亦有体积的天体。

这个M87的黑洞距地球为5500万光年,并且两极喷射着伽马射线和光子流,这或许就是室女座星系团的中心,因此,黑洞中心其实也是光的世界。





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