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探索宇宙黑洞(探索宇宙黑洞秘密)

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黑洞到底是什么?黑洞为什么值得探索?

黑洞虽然看似神秘,但是它并不是一种非常罕见的天体。黑洞能够吸收一切外界的东西,而且都是有去无回的。就算是一颗非常大的恒星在接近黑洞的时候,也会被吸收进去,而且会被撕得粉碎。也正是因为黑洞具有这样的特性,我们也会把这个词应用在我们的生活当中,我们在做一些事情而没有得到应有的回报的时候,就会把这件事情叫做黑洞。

因为黑洞也是具有引力的,所以他能够吸收宇宙当中的物质,所以这对光的本质探索也是有一定的关系的。在牛顿去世半个世纪之后,他所发明的牛顿力学原理仍然在整个物理界处在非常高的地位,而力学的核心就是万有引力。我们都知道质量越大的物体产生的力就越大,所具有的引力也会越大,所以就会有人猜测宇宙当中有没有一种天体引力特别的大,而且还能够吸收一切的物质呢?

黑洞其实是一颗恒星,不过它的质量比太阳还要大,而且它的引力也是非常大的,甚至是太阳的成百上万倍。这种引力也意味着所有东西被他吸收进去,都会被吞没的无影无踪。其实现在依靠我们的科学技术对于黑洞的探索和了解还非常的浅显,霍金就曾经用了自己30年的时间来验证自己对黑洞的假设。不过直到去世,霍金也没有能够证实自己的猜想。

很多人好奇黑洞有什么值得我们去探索研究呢呢?它既不能为我们提供时空旅行的条件,也没有办法帮助我们解开更多的时空之谜。而且我们现在对于黑洞的了解,就只是一张照片而已。因为我们对于宇宙的探索一直都是永无止境的,黑洞是宇宙当中的一个重要组成部分,所以对于人类来说黑洞是一个既神秘又伟大的天体。人类是需要进步的,进步就需要不断的去突破自己的认知范围,不断的去探索新鲜事物,所以黑洞是非常值得我们去不断地探索的。

发现黑洞对于人类探索宇宙意味着什么?离发现外星人还远吗?

公元2019年4月10日,世界各国的天文科学家强强联手,为人类奉献出了第一张黑洞的照片。这是黑洞存在的直接证据,这张照片为人类 探索 宇宙的篇章添上了浓墨重彩的一笔,必将载入人类的史册!在这个时刻,我们有必要来回顾一下人类 探索 黑洞的 历史 。

1915年,爱因斯坦提出了著名的广义相对论,从此开启了人类 探索 时空本质的篇章。

2015年9月,LIGO首次发现了两个黑洞并合时产生的引力波,人类首次“听见”了黑洞。但正所谓“眼见为实”,科学家们还是期待着能够直接的“看见”黑洞,于是这次的主角出场了。

分布于世界各地的八个高精度的射电望远镜,通过高精度的原子钟的协调,组成了一个差不多有地球一样大的虚拟望远镜--事件视界望远镜(EHT),科学家们利用EHT对银河系中心以及M87中心进行了大量的观测,又花费了差不多两年时间对这些数据进行了分析和处理,最终得到了黑洞的照片。

这张照片的问世意味着,人类的科学 探索 之路一直是走在一条正确的道路上。实际上的观测结果与理论惊人的一致,同时也证明了爱因斯坦“叕”对了一次,在此时,全世界的人类仿佛都看到了爱因斯坦在天堂里的微笑。

那么,既然黑洞都被我们看见了,那么外星人离我们还远吗?我们能不能利用EHT来寻找外星人的踪迹呢?很遗憾的告诉你,EHT在寻找外星人的方面,并不能给我们太多的帮助。此次拍摄黑洞照片的难度,有人将形象将它形容为从地球上观测月球上的一枚硬币。

说实话这种难度已经是相当高了,但通过望远镜来寻找外星人的难度却远远不止这个程度。如果要拿硬币来说的话,寻找外星人“这枚硬币”至少是离地球1光年远的位置!要知道黑洞的质量是相当的大的,就银河系中心的黑洞都是太阳质量的400万倍以上,而太阳占据了我们整个太阳系99.86%的质量。就算在某个星球上存在着外星人,这个星球在宇宙的巨大的尺度下也是极为渺小的,想通过望远镜来发现他们,简直是难上加难。

当然如果人类的 科技 进一步发展,能够将望远镜放在月球、火星甚至是遥远的冥王星上,从而组成一个更加巨大的虚拟望远镜阵列,又或者某个外星文明高度发达,能够表现出宏观的人为迹象,例如戴森球,我们也可能会发现一些外星人的蛛丝马迹。相信人类在 探索 宇宙的道路中会越走越远,最终为我们解开一切的谜底。

公元2019年4月10日,只不过地球人类通过以光为介质射电望远镜拍摄到第一张黑洞成像,是因为黑洞具有强大引力和巨大质量导致周围时空弯曲,强大引力吸引周围旋涡气体不断旋转加热,强大引力使旋涡的气体不断加热能够把旋转气体重力势能转化动能并且发出光和热,把周围旋涡气体旋加热到(若干摄氏亿度)并且向周围空间辐射热源的过程,所以才能被人类射电望远镜捕捉拍摄到黑洞外层气体旋涡旋转气体并且向周围空间辐射热源图像的过程。如果根据气体旋涡旋转加热辐射向空间区域的热源图像来计算黑洞质量是不科学正确的验算。地球人类以光为介质是无法拍摄到真实黑洞~天体~单独空间立体成像。黑洞连光都无法逃逸这是基本常识。特别超光速若干倍宇宙飞船,以光为介质探测仪器设备己经被淘汰。使用超过光速若干倍特殊物质为介质来探测宇宙黑洞和遥远星系恒星和行星运行轨迹和所处星系位标位置避免宇宙飞船超光速航行遭遇其它星系恒星和行星来不及躲避发生碰撞事故。所以宇宙飞船要使用高智能化核心机械人等设备才能匹配超光速若干倍宇宙飞船飞行使用,否则宇宙飞船超光速若干倍非常容易碰撞恒星,行星事故等。也可以及时才能拍摄到不同大小黑洞和发生吞噬恒星等变化时真实立体成像。发现黑洞目的对于人类 探索 宇宙奥秘,并且也为揭开星系星球如何诞生到死亡的过程。黑洞为地球人类提供这个过程揭开这个黑洞和白洞之间奇妙宇宙的奥秘:……黑洞强大引力不断吞噬恒星,行星,彗星等撕裂成无数原子粒子,不断堆积内部空间并且不断推动这些原子粒子从黑洞内部连结白洞隧道超光速从白洞喷口不断喷射出原子,粒子等堆积成星云团物质不断扩大,若干亿年后重新演变诞生恒星,行星,彗星的过程。适合宇宙基本的法则也符合能量守恒的定律。宇宙星系星球是不断死亡到诞生循环反复的过程。但是距离发现宇宙其它星系星球诞生智慧物种外星人~还是遥远的路程,因为地球人类无法探测具备隐身无声无息的功能宇宙飞船,除非现在它们~外星人主动和太阳系地球人类取得联系。

人类 历史 首次拍到黑洞照片引起了很大的轰动,确实说明了人类 科技 进步很大,预示着科学家们讲更加深入地 探索 宇宙!

但不得不说,发现黑洞与发现外星人并没有太大关系,两者完全不是一回事,也没有什么可比性!

黑洞是目前人类发现的最恐怖天体,事实上人类不可能直接观看到黑洞,但可以通过黑洞创造的吸积盘发现黑洞,因为吸积盘的亮度和能量大到超乎我们想象,所以可以通过超强望远镜接受到信号!

但外星人呢?如何发现外星人?不要发现外星人了,人类目前没有真正看到过任何系外行星(太阳系以外)!

人类所发现的系外行星只是通过间接的方式发现的,因为行星实在太暗淡了,根本无法看到,除非有非常大口径的天文望远镜,比如说口径的直径达到数光年甚至更大,这显然不可能!

如果说连一颗行星都看不到,如何发现外星人?这或许也是为什么外星人找不到我们的原因。

除了以上原因,还有一个,宇宙太大了,地球实在太渺小了,外星人想在茫忙宇宙准确地发现找到地球几乎不可能,就像在地球上找到特定编号的一粒沙子太难了!同时不得不说,把地球比作沙子太看得起地球了!

所以,想要发现外星人还很远很远很远!更尴尬的是,我们连最最原始的地外生命都没有发现!

发现黑洞,意味着现代人对宇宙空间的认识前进了一大步。宇宙空间是由无数个大大小小的星系组成的。星系之间的转动必然产生“碰撞”和“漩涡”状态,流星雨的出现,就是“碰撞”的结果,改变了部分星球的运行轨迹,进入另一个星系。

地球,月亮和二十八宿星空只是太阳系里的其中一个星系而已。地球受外太空作用力影响相对较小。不是边缘星体。

黑洞对小的星系,和大的星系的边缘星体有吸附作用。就像大江大河的水流动所产生的“漩涡”一样的道理。

宇宙中的黑洞,目前只是能看到了,还不知道距离,大小尺寸,还很遥远,流星雨经常发生,不是影响二十八宿星空运行的主要因素。远古人的31920年地球生物死而复生的规律,为什么能测出二十八宿星空与太阳相交的角度是365.25度?现代 科技 能精确到小数点后几位数?防止其它星球进入二十八宿空间并防止发生碰撞事故,这才是现代人应该重视的。来自西方错误的天文学理论,把现代天文学引向了歧途。为什么现代人没有怀疑西方天文学是真科学还是假科学?

现代卫星定位和视角观测设备,足以测量:地球公转轨道,绝对不是1.5亿公里*3.1415926!地球不是一个高速旋转的星球!

这就是来自西方的错误太阳系模型!

发现黑洞对人类 探索 宇宙意味着,人类对宇宙的 探索 前进了一大步,应该对科学家的研究成果表示祝贺和敬意。虽然黑洞的发现在整个宇宙中是迈开一小步,但却是人类科学发展的水平却是一大步,我们每个人应该高兴,我们热烈庆祝这一圣神的时刻,并不亚于古代人对大阳,月亮,星空,以及,风,雨,雷,电等自然现象祭祀,歌颂,崇拜。这也是人类对自然界的发现和认识。发现黑洞,是我们打开宇宙空间一把钥匙,它开启了人类走向深空的一扇大门。

在古代,人们一直对太空及各种天体充满无限的幻想和向往。如夸父追日,女娲补天。以及王皇大帝,天国神仙等等,人们幻想自己能象孙悟空一样,一个劲斗能翻十万八千里,翻手为云,覆手为雨,来掌控天气变化。到现在 社会 ,随着 科技 的发展,人们可以登上月球,可以登上火星,建立国际空间站,太空发电站等,实现人类星际之间旅行的梦想。可以说,人们对太空和宇宙研究和想象。贯穿于人类生存和发展的全过程。有一句话是,不怕做不到,就怕想不到,宇宙之大,宇宙之无限,需要发挥整个人类的想象力和 探索 精神。

黑洞的发现,全球科学家耗费两年多时间,在全球多个地方没立观测点,才拍照到黑洞的真容,它是人类 科技 发展到今天积累的结果,是全世界科学家们携手团结合作结果。黑洞的发现,证明了爱因斯坦的相对论,也证明了黑洞是物质,物质决定意识,这一完整的哲学概念。再不能把黑洞和上帝,神仙等唯心主义混为一起。我们要发扬实事求是的科学精神,要使每个人发现真理,认识真理,不要再用伪科学愚弄和欺骗群众。

外星人,是指地球以外的人,对外星人地研究,人们并没有掌握多少外星的证据和资科。只有科学家的猜测,比如,霍金生前就猜测,外星人到过中国。不管怎么说,黑洞的发现和研究,我们必将在未来的 探索 和发现中,获取无穷无尽的宇宙奥秘和宝贵的知识,当然,外星人的发现就离我们不远了,或许有一天。我们和外星人坐在一起学习,喝茶,聊天。去发现更大,更大的宇宙空间。

人类科学借助天文望远镜,于虚无缥缈观察之下,发现的所谓黑洞,如同所谓的量子观察实验,就好比人类神学借助所谓的神通功能发现的所谓天国、极乐世界、蓬莱仙境,所谓的地狱世界,所谓的神鬼现象一样,荒诞滑稽,无聊空虚,绝无真实可言,更无真实可信。只要再给些时日,人类就会知道,那所谓科学一本正经对宇宙太空的 探索 ,就是一场没有任何可证结果的无聊 游戏 。始于牛顿、爱因斯坦、霍金等所谓科学大巫师的,所谓宇宙科学幻想,从头到尾,纯粹就是一场自欺欺人的荒诞 游戏 。除了在世纪之末,以如此的所谓科学幻想与 游戏 探索 ,昭示人类对宇宙太虚的灵魂回归,别无任何真实的意义。那幼稚的幻想从此可以发现宇宙奥秘,从此可望发现外星生物的期待,纯粹就是一应科学迷信者,自欺欺人的白日梦。看看美国遥遥领先于世界列强的 科技 ,在宇宙中所作的所有努力,究竟都有什么可值得骄傲的惊人发现了?也就足以说明,人类,甭管谁的 科技 有多发达,也别说后来者有多牛逼,所谓的尖端科学技术,也就是到此为止,从此再无未来。因为,苟活于地球上的人类,除了追求现世的功名利禄的得意,陶醉于纸醉金迷的奢侈,放纵于吃喝玩乐的快慰,再无任何可谓有意义的人生。说什么 探索 宇宙,追溯万物之源,寻找外星生物,那就更是纯粹的无稽之谈!常言道,一枝一叶皆世界,一沙一尘皆宇宙。人类要想 探索 宇宙真理,但看地球上的沙尘枝叶,便可穷尽宇宙奥秘。如果人类连地球上的事情都弄不清楚,却舍近求远的 探索 宇宙遥远的虚幻现象而言求证宇宙真理,无疑也就是欺天下人无所知,而逞所谓的科学技术之能,瞒天过海瞎海侃、胡扯蛋而已。看看那央视新闻,白岩松现场访问天文台台长的对白,那所谓的台长支支吾吾半天,一再重复的那几个词,也就昭昭然一揭无余了。

发现宇宙黑洞,好奇宇宙黑洞,向往宇宙黑洞…直至最终的所谓黑洞穿越,也就尽昭人类时代消弥于太虚的永恒之旅,即将启航了……

当下整个世界的人类,不好奇太空奥秘,不穷追地底奥秘的,继续在地球上,走入大同世界的未来。那好奇宇宙太空,好奇地底世界的,上天入地,必然两分,尽遂人愿。或从此灵魂“遨游太空”,或从此幽灵“游荡于地底”,一去永不复返。

黑洞照片只是虚拟图片,与真实的黑洞相差有多远,希望有更官方和更精准的科学分析报告给大家一颗定心丸。对于肉眼无法观测到的任何天体,没有实物照片而以虚拟公诸于世,那便是科学之猜想。只要是猜想,你便可以出N个解,在没找到正解之前,谁也无法精准地预测未来。

此次出炉的貌似甜甜圈的黑洞有多少人工水份,我们需要天文学家更科学的解释。既然8台射电望远镜同时探测数据,且每一个望远镜所处地理位置不同,根本无法在同一时间探测到黑洞,那么这8台射电望远镜所探测到的数据必有量变之数,也当有不同形态的黑洞容貌,为何只公布一张照片。既然是虚拟的照片,那非黑洞真颜,那我们距离真相又有多远。

宇宙之无极,你发没发现黑洞与外星人存不存在没有任何关系。但是,你肉眼看不到的并非不存在,只不过我们需要直面真相才具说服力,如此次黑洞的真颜,没有更权威的解释必存疑问。所以,外星人只有你我亲见永远都是一个未知数。

原始“空间”就是“无”,但不是绝对之“无”,而是相对之“无”,在无的世界相伴与空间一体的非粒子存在,它是似物质非物质、似精神非精神的存在,由它演化出物质和精神二元一体粒子,再由粒子进化成物体,如此循环渐进的演化和进化,“空间”就是“有”,有物质、有精神、有能量、有变化、有规律、有法则、有秩序、有演化、有进化的星球、天体、宇宙。因为空间的一切有了变化、演化和进化,于是空间有了时间。空间和时间的统一体就是宇宙。由此得出以下哲学结论:宇宙是初元十(物质和精神的二体)的三元一体;人类的主观意识与世界的客观精神的同一,就是人类关于世界的真理;宇宙是变化、演化和进化的,因此,真理是相对的,是在世界的运动过程中不断趋近绝对真理的;人类只有认知和把握了事物的精神,才能改变和利用物质;人类只有能够创造精神文明,才能创造物质文明;人类只有能够精神自由,才能收获物质自由。

首先,这次拍摄黑洞是分布在全球的8个望远镜一起合作才实现拍摄的,而拍到的东西要比以前任何一个仪器所拍到的更好。这好处是科学家的研究可以更加准确。而这种合作的模式是可以帮人类在很多研究方向提供了思路。引力波、暗物质、暗能量、黑洞都是极其难观测的东西,而又是目前物理学的一个盲区,对于它们的研究很可能会再度引发物理学的革命。但是限制于观测技术,科学家一直没办法得到可靠的信息。

而如此这种多站点的合作,使得很多原来都不敢奢求的观测都成为了可能。也是提醒各国的科学家,或许一起合作,统筹观测资源,可能才是未来正确的科研之路。

至于外星人,我觉得和这次黑洞一点关系都没有。黑洞其实科学家造就能确定存在,只是观测很费力而已。而外星人呢?我们压根都没有证据能证明它们存在,更不用说给它具体定一个位置去拍了。所以,有没有发现黑洞,甚至有没有黑洞,其实都和能不能发现外星人没有任何关系。

发现黑洞

表明太阳系离它近了

看的着了

并不表示科学有发展

发现黑洞对人类探索宇宙意味着什么?离发现外星人还远吗?

发现黑洞对于人类探索宇宙来说,可以说开启了一个新的大门,但是外星人的问题在黑洞面前我们无法作出任何预测,因为黑洞对于人类来说依然是未知的。

黑洞,并不是我们印象中浅显的“黑色的洞”,而是科学意义上的一种未知天体,这种天体具备的特性有:第一,巨大的吸引力,可以让周围的恒星围绕它公转,在过度靠近的情况下还会像遭遇龙卷风一样被吸走;第二,密度大。在这两个特性存在的情况下,它是不是“黑色”也就无所谓了,“黑洞”之所以被称之为黑洞,主要是由于它的第三个特性,那就是未知。这也是 黑洞最重要的一个特性。

黑色,对于人们来说,意味着神秘和冒险,所以黑洞其实就是一个在人类探索宇宙过程中新发现的一个神秘天体,因为人们无法靠近黑洞进行深入探索,导致黑洞算是在我们目前已知的宇宙系统中存在的一个例外,或者说一个bug,在一切都大体按照宇宙规律运行的情况下,黑洞极有可能破解这种宇宙规律的奥秘,或者说打破现有的宇宙规律。

假设有一天人类能够近距离探索或者观察到黑洞所存在的奥秘和运行规则,那么可能现存的科学研究成果或者假设,很多都会被证实或者推翻,这将让地球的科技进入一个新的纪元。比如关于平行时空是否存在,多维空间的存在,时空穿梭能否实现等,这几个问题都有可能得到解决。

不过因为黑洞的未知性和危险性,人们现在对于黑洞的了解依旧是一个蚂蚁面对一座大山的情况,到底黑洞能给人类带来多大的改变,对地球带来多大的改变,我们也无从判断,这个改变可能是直接关于人类存亡的,也可能是完全对人类和地球没有任何意义的,只是一个巨大的“垃圾场”。

关于外星人,只能说黑洞让外星人多了一个存在的可能性,毕竟在银河系中,除了黑洞,目前没有发现任何外星人存在的痕迹。

黑洞的探索历史

1970年,美国的“自由”号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座X-1,位于天鹅座X-1上的是一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球,该星球被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞,它就是人类发现的第一个黑洞。

1928年,萨拉玛尼安·钱德拉塞卡到英国剑桥跟英国天文学家阿瑟·爱丁顿爵士(一位广义相对论家)学习。钱德拉塞卡意识到,不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。钱德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。(这质量称为钱德拉塞卡极限)前苏联科学家列夫·达维多维奇·兰道几乎在同时也发现了类似的结论。

如果一颗恒星的质量比钱德拉塞卡极限小,它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英里和密度为每立方英寸几百吨的“白矮星”。白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。

兰道指出,对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍或二倍,但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间,而不是电子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英里左右,密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时,并没有任何方法去观察它,很久以后它们才被观察到。

另一方面,质量比钱德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时,会出现一个很大的问题:在某种情形下,它们会爆炸或抛出足够的物质,使自己的质量减少到极限之下,以避免灾难性的引力坍缩,不管恒星有多大,这总会发生。爱丁顿拒绝相信钱德拉塞卡的结果。爱丁顿认为,一颗恒星不可能坍缩成一点。这是大多数科学家的观点:爱因斯坦自己写了一篇论文,宣布恒星的体积不会收缩为零。其他科学家,尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌意使钱德拉塞卡抛弃了这方面的工作,转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然而,他获得1983年诺贝尔奖,至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的工作。

钱德拉塞卡指出,不相容原理不能够阻止质量大于钱德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。但是,根据广义相对论,这样的恒星会发生什么情况呢。这个问题被一位年轻的美国人罗伯特·奥本海默于1939年首次解决。然而,他所获得的结果表明,用当时的望远镜去观察不会再有任何结果。以后,因第二次世界大战的干扰,奥本海默卷入到原子弹计划中去。战后,由于大部分科学家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去,因而引力坍缩的问题被大部分人忘记了。

1967年,剑桥的一位研究生约瑟琳·贝尔发现了天空发射出无线电波的规则脉冲的物体,这对黑洞的存在的预言带来了进一步的鼓舞。起初贝尔和她的导师安东尼·赫维许以为,他们可能和我们星系中的外星文明进行了接触。在宣布他们发现的讨论会上,他们将这四个最早发现的源称为LGM1-4,LGM表示“小绿人”(“Little Green Man”)的意思。最终他们和所有其他人的结论是这些被称为脉冲星的物体,事实上是旋转的中子星,这些中子星由于在黑洞这个概念刚被提出的时候,共有两种光理论:一种是牛顿赞成的光的微粒说;另一种是光的波动说。由于量子力学的波粒二象性,光既可认为是波,也可认为是粒子。在光的波动说中,不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的,人们可以预料,它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为,光粒子无限快地运动,所以引力不可能使之慢下来,但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。

1783年,剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上,在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他指出,一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引力场,以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光,还没到达远处即会被恒星的引力吸引回来。米歇尔暗示,可能存在大量这样的恒星,虽然会由于从它们那里发出的光不会到达我们这儿而使我们不能看到它们,但我们仍然可以感到它们的引力的吸引作用。这正是我们称为黑洞的物体。

事实上,因为光速是固定的,所以,在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理不严谨。(从地面发射上天的炮弹由于引力而减速,最后停止上升并折回地面;然而,一个光子必须以不变的速度继续向上,那么牛顿引力对于光如何发生影响。)在1915年爱因斯坦提出广义相对论之前,一直没有关于引力如何影响光的协调的理论,之后这个理论对大质量恒星的含意才被理解。

观察一个恒星坍缩并形成黑洞时,因为在相对论中没有绝对时间,所以每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场,在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩,按照他的表,每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上去。在他的表的某一时刻,譬如11点钟,恒星刚好收缩到它的临界半径,此时引力场强到没有任何东西可以逃逸出去,他的信号再也不能传到空间飞船了。当11点到达时,他在空间飞船中的伙伴发现,航天员发来的一串信号的时间间隔越变越长。但是这个效应在10点59分59秒之前是非常微小的。在收到10点59分58秒和10点59分59秒发出的两个信号之间,他们只需等待比一秒钟稍长一点的时间,然而他们必须为11点发出的信号等待无限长的时间。按照航天员的手表,光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星表面发出;从空间飞船上看,那光波被散开到无限长的时间间隔里。在空间飞船上收到这一串光波的时间间隔变得越来越长,所以恒星来的光显得越来越红、越来越淡,最后,该恒星变得如此之朦胧,以至于从空间飞船上再也看不见它,所余下的只是空间中的一个黑洞。然而,此恒星继续以同样的引力作用到空间飞船上,使飞船继续绕着所形成的黑洞旋转。

但是由于以下的问题,使得上述情景不是完全现实的。离开恒星越远则引力越弱,所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。在恒星还未收缩到临界半径而形成事件视界之前,这力的差就已经将航天员拉成意大利面条那样,甚至将他撕裂!然而,在宇宙中存在质量大得多的天体,譬如星系的中心区域,它们遭受到引力坍缩而产生黑洞;一位在这样的物体上面的航天员在黑洞形成之前不会被撕开。事实上,当他到达临界半径时,不会有任何异样的感觉,甚至在通过永不回返的那一点时,都没注意到。但是,随着这区域继续坍缩,只要在几个钟头之内,作用到他头上和脚上的引力之差会变得如此之大,以至于再将其撕裂。

罗杰·彭罗斯在1965年和1970年之间的研究指出,根据广义相对论,在黑洞中必然存在无限大密度和空间——时间曲率的奇点。这和时间开端时的大爆炸相当类似,只不过它是一个坍缩物体和航天员的时间终点而已。在此奇点,科学定律和预言将来的能力都失效了。然而,任何留在黑洞之外的观察者,将不会受到可预见性失效的影响,因为从奇点出发的不管是光还是任何其他信号都不能到达。这令人惊奇的事实导致罗杰·彭罗斯提出了宇宙监督猜测,它可以被意译为:“上帝憎恶裸奇点。”换言之,由引力坍缩所产生的奇点只能发生在像黑洞这样的地方,在那儿它被事件视界体面地遮住而不被外界看见。严格地讲,这是所谓弱的宇宙监督猜测:它使留在黑洞外面的观察者不致受到发生在奇点处的可预见性失效的影响,但它对那位不幸落到黑洞里的可怜的航天员却是爱莫能助。

广义相对论相关

广义相对论方程存在一些解,这些解使得我们的航天员可能看到裸奇点。他也许能避免撞到奇点上去,而穿过一个“虫洞”来到宇宙的另一区域。看来这给空间——时间内的旅行提供了巨大的可能性。但是不幸的是,所有这些解似乎都是非常不稳定的;最小的干扰,譬如一个航天员的存在就会使之改变,以至于他还没能看到此奇点,就撞上去而结束了他的时间。换言之,奇点总是发生在他的将来,而从不会在过去。强的宇宙监督猜测是说,在一个现实的解里,奇点总是或者整个存在于将来(如引力坍缩的奇点),或者整个存在于过去(如大爆炸)。因为在接近裸奇点处可能旅行到过去,所以宇宙监督猜测的某种形式的成立是大有希望的。

事件视界,也就是空间——时间中不可逃逸区域的边界,正如同围绕着黑洞的单向膜:物体,譬如不谨慎的航天员,能通过事件视界落到黑洞里去,但是没有任何东西可以通过事件视界而逃离黑洞。(记住事件视界是企图逃离黑洞的光的空间——时间轨道,没有任何东西可以比光运动得更快)人们可以将诗人但丁针对地狱入口所说的话恰到好处地用于事件视界:“从这儿进去的人必须抛弃一切希望。”任何东西或任何人一旦进入事件视界,就会很快地到达无限致密的区域和时间的终点。

广义相对论预言,运动的重物会导致引力波的辐射,那是以光的速度传播的空间——时间曲率的涟漪。引力波和电磁场的涟漪光波相类似,但是要探测到它则困难得多。就像光一样,它带走了发射它们的物体的能量。因为任何运动中的能量都会被引力波的辐射所带走,所以可以预料,一个大质量物体的系统最终会趋向于一种不变的状态。(这和扔一块软木到水中的情况相当类似,起先翻上翻下折腾了好一阵,但是当涟漪将其能量带走,就使它最终平静下来。)例如,绕着太阳公转的地球即产生引力波。其能量损失的效应将改变地球的轨道,使之逐渐越来越接近太阳,最后撞到太阳上,以这种方式归于最终不变的状态。在地球和太阳的情形下能量损失率非常小——大约只能点燃一个小电热器, 这意味着要用大约1千亿亿亿年地球才会和太阳相撞,没有必要立即去为之担忧!地球轨道改变的过程极其缓慢,以至于根本观测不到。但几年以前,在称为PSR1913+16(PSR表示“脉冲星”,一种特别的发射出无线电波规则脉冲的中子星)的系统中观测到这一效应。此系统包含两个互相围绕着运动的中子星,由于引力波辐射,它们的能量损失,使之相互以螺旋线轨道靠近。

在恒星引力坍缩形成黑洞时,运动会更快得多,这样能量被带走的速率就高得多。所以不用太长的时间就会达到不变的状态。人们会以为它将依赖于形成黑洞的恒星的所有的复杂特征——不仅仅它的质量和转动速度,而且恒星不同部分的不同密度以及恒星内气体的复杂运动。如果黑洞就像坍缩形成它们的原先物体那样变化多端,一般来讲,对之作任何预言都将是非常困难的。

然而,加拿大科学家外奈·伊斯雷尔在1967年使黑洞研究发生了彻底的改变。他指出,根据广义相对论,非旋转的黑洞必须是非常简单、完美的球形;其大小只依赖于它们的质量,并且任何两个这样的同质量的黑洞必须是等同的。事实上,它们可以用爱因斯坦的特解来描述,这个解是在广义相对论发现后不久的1917年卡尔·施瓦兹席尔德找到的。一开始,许多人(其中包括伊斯雷尔自己)认为,既然黑洞必须是完美的球形,一个黑洞只能由一个完美球形物体坍缩而形成。所以,任何实际的恒星从来都不是完美的球形只会坍缩形成一个裸奇点。

然而,对于伊斯雷尔的结果,一些人,特别是罗杰·彭罗斯和约翰·惠勒提倡一种不同的解释。他们论证道,牵涉恒星坍缩的快速运动表明,其释放出来的引力波使之越来越近于球形,到它终于静态时,就变成准确的球形。按照这种观点,任何非旋转恒星,不管其形状和内部结构如何复杂,在引力坍缩之后都将终结于一个完美的球形黑洞,其大小只依赖于它的质量。这种观点得到进一步的计算支持,并且很快就为大家所接受。

伊斯雷尔的结果只处理了由非旋转物体形成的黑洞。1963年,新西兰人罗伊·克尔找到了广义相对论方程的描述旋转黑洞的一族解。这些“克尔”黑洞以恒常速度旋转,其大小与形状只依赖于它们的质量和旋转的速度。如果旋转为零,黑洞就是完美的球形,这解就和施瓦兹席尔德解一样。如果有旋转,黑洞的赤道附近就鼓出去(正如地球或太阳由于旋转而鼓出去一样),而旋转得越快则鼓得越多。由此人们猜测,如将伊斯雷尔的结果推广到包括旋转体的情形,则任何旋转物体坍缩形成黑洞后,将最后终结于由克尔解描述的一个静态。

黑洞是科学史上极为罕见的情形之一,在没有任何观测到的证据证明其理论是正确的情形下,作为数学的模型被发展到非常详尽的地步。的确,这经常是反对黑洞的主要论据:怎么能相信一个其依据只是基于令人怀疑的广义相对论的计算的对象呢?然而,1963年,加利福尼亚的帕罗玛天文台的天文学家马丁·施密特测量了在称为3C273(即是剑桥射电源编目第三类的273号)射电源方向的一个黯淡的类星体的红移。他发现引力场不可能引起这么大的红移——如果它是引力红移,这类星体必须具有如此大的质量,并离地球如此之近,以至于会干扰太阳系中的行星轨道。这暗示此红移是由宇宙的膨胀引起的,进而表明此物体离地球非常远。由于在这么远的距离还能被观察到,它必须非常亮,也就是必须辐射出大量的能量。人们会想到,产生这么大量能量的唯一机制看来不仅仅是一个恒星,而是一个星系的整个中心区域的引力坍缩。人们还发现了许多其他类星体,它们都有很大的红移。但是它们都离开地球太远了,所以对之进行观察太困难,以至于不能。

发现“超大”黑洞

2015年3月1日,科学家称在一座发光类星体里发现了一片质量为太阳120亿倍的黑洞,并且该星体早在宇宙形成的早期就已经存在。科学家称,如此巨大的黑洞的形成无法用现有黑洞理论解释。

该发现对2014年之前的宇宙形成理论带出了挑战。至2015年的宇宙理论认为,黑洞及其宿主星系的发展形态基本上是亘古不变的。

德国麦克斯普兰喀天文机构的研究员布拉姆·维尼曼斯(BramVenemans)说道,最新发现的黑洞体量相当于太阳的400亿倍,比先前发现的同时期黑洞的总和还大出一倍。而在银河系的中央潜伏的黑洞比太阳大20倍-500万倍。

科学家无法解释最新发现的黑洞为何增长速度如此快。从理论上来说,它周围的气体不能使它变得如此庞大。北京大学首席研究员吴学兵说:“我们的发现对早期宇宙黑洞形成的理论提出了挑战。”他还说,“黑洞在短期内增长可能需要非常特殊的方式,或者在第一代行星和星系形成时就留有黑洞种子。但是这两种可能性都很难用当今的理论来解释”。

看清黑洞磁场

科学家认为,黑洞引擎是由磁场驱动的。借助事件视界望远镜(Event Horizon Telescope,EHT),天文学家在我们银河系中心超大黑洞事件视界的外侧探测到了磁场。发现在靠近黑洞的某些区域是混乱的,有着杂乱的磁圈和涡漩,就像搅在一起的意大利面。相反,其他区域的磁场则有序得多,可能是物质喷流产生的区域。还发现,黑洞周边的磁场在短至15分钟的时间段内都会发生明显变化。

理论修改

2015年3月,霍金对黑洞理论进行了修改,宣称黑洞实际上是“灰色的”。新“灰洞”理论称,物质和能量被黑洞困住一段时间后,又会被重新释放到宇宙中。

2016年1月,霍金同物理学家马尔科姆·佩里、安德鲁·施特罗明格提出了新理论:让信息“逃逸”的黑洞裂口由“柔软的带电毛发”组成,它们是位于视界线上的光子和引力子组成的粒子,这些能量极低甚至为零的粒子能捕获并存储落入黑洞的粒子的信息。