黑洞简史(Marcia Bartusiak)

黑洞理论和广义相对论的关系?

黑洞理论发展

米歇尔:恒星质量够大,会把发射的光吸收回去,变成黑洞 -> 被忽略

随着广义相对论的提出,爱因斯坦发现恒星会将光向自身的方向吸引。既然光线会被恒星吸引过来,德国的物理学家史瓦西就做出了一个大胆的猜想:如果有一个恒星的质量特别大,以至于它不仅仅是将光线 “稍微向自己弯曲”,而是把光线完全吸引到自己的势力范围内,从而使光线根本没有办法逃出去,那么这颗恒星不仅不会被外界看到,还会变成一个 “无底洞”,光和任何物质都只能进去,根本没有办法出来。-> 被质疑

钱德勒・塞卡和奥本海默这两个重量级的物理学大师分别通过计算发现,恒星的质量如果足够大,那它在死亡的时候,会由于自身的引力过大,而不断地向内塌陷,最终形成一个质量无限大、体积无限小的黑洞。-> 被攻击

到了 20 世纪 60 年代,随着射电望远镜的应用,物理学家第一次发现宇宙中居然真的存在密度比中子星还要大的天体时,才开始关注到黑洞的相关理论,并最终接受了黑洞的概念。-> 被接收

-> 在 1929 年的股市大跌之前,他将自己的所有资金转移到了安全的地方,这让他作为美国最富有的人之一。

如何看到黑洞

X 射线

捕捉黑洞在吞食恒星过程中向外发射出的 X 射线

恒星的物质在靠近黑洞的时候,并不是直接掉进去,而是由于黑洞的旋转,也开始旋转起来,并且越往黑洞靠拢,旋转的速度也越大,以至于在靠近黑洞视界的时候,物质旋转的速度会接近光速。如果这些旋转的物质受到了某种干扰,它就有机会从垂直的方向被发射出去。黑洞附近的干扰确实太多了,比如黑洞强大的磁场就是这样的一种干扰源。当一个黑洞在吞食其他恒星的时候,会由于自身的磁场而发射出大量 X 射线。正是通过这样的方式,科学家 “看到” 了黑洞。

引力波

2016 年的时候,科学家发布消息,人类第一次探测到引力波的存在,这样的引力波是由两个黑洞合并造成的。

随着广义相对论的提出,爱因斯坦发现恒星会将光向自身的方向吸引。