黑洞是宇宙中毫无疑问的“巨人”。这些倒塌恒星的密度和质量非常高,即使光线也无法逃脱它们的引力,使它们看不见。

希望视觉中国不会来找我
别担心:现在我们可以“不可见的东西”。星期三,天文学家发布了第一个黑洞及其周围环境的图像。应该承认,黑洞确实看起来像一个甜甜圈:中心是黑色的,外围是一个明亮的环形结构,轮廓模糊。照片中的超大质量黑洞是太阳质量的60亿倍,位于Messier 87星系,距离我们5300万光年。该图像是根据世界各地高空陆基望远镜的“事件地平线望远镜”网络捕获的数据编制而成。
这张照片证实黑洞“真实”再次为阿尔伯特爱因斯坦的学术遗产增添了色彩 - 他的一般相对论被证明是正确的,即使他自己并不相信黑洞在物理上可能存在 - 但它也应该引起我们对约翰米歇尔的钦佩。在爱因斯坦诞生之前,18世纪的英国牧师在理论上推断出了“黑暗之星”的存在。在曾经用他们非凡智慧思考这些极端天体的奇怪潜在影响的科学家中,米歇尔是第一个被遗忘的人。例如,这些天体是如此极端,以至于落入黑洞的人将会经历“面条面条”,这种情况在巨大的引力下长时间拉长。
米歇尔出生于1724年,在剑桥大学学习。他被同时代人描述为一个矮胖的人。好消息是,利兹附近的Thornhill牧师也“被尊为一个非常聪明的人和一位杰出的哲学家”。他的朋友圈包括发现氧气的约瑟夫普里斯特利,一位牧师/科学家,以及发现氢气的亨利卡文迪什。对天文学充满热情的米歇尔首先转向艾萨克·牛顿的引力方程,看看它们是否可以用来估计恒星的质量。
他理解了逃逸速度的概念,即物体逃离引力场的速度(这通常在发射火箭时需要)。 1783在这一年,米歇尔给卡文迪什写了一封信,说可能有一个质量很高的“黑暗之星”。 “从这样的天体发出的所有光都会因为它自身的引力而返回。”这样的天体将是看不见的。
除了在1796年独立引入类似概念的皮埃尔 - 西蒙拉普拉斯之外,暗星(黑洞,在20世纪60年代重新命名)的理论一直停滞不前,直到1916年爱因斯坦发表广义相对论。爱因斯坦的等式包含了存在的可能性。无限大的密度,使重力太大,即使光线也无法逃脱。虽然爱因斯坦不相信会有奇点,但卡尔施瓦兹希尔德对此感兴趣。德国天文学家在同一年计算出,一旦恒星坍缩到一定半径,时间和空间就会崩溃。不久之后他去世了。
1930年,19岁的Subrahmanyan Chandrasekhar从印度前往英国,思考即将耗尽核燃料的恒星内部力量。这样的明星会在重力下合同到某一点然后停止吗? Chandrasekka计算出质量至少为太阳的1.4倍的恒星将无限期地崩溃。
仍然困扰的爱因斯坦在1939年发表了一篇论文,暗示施瓦茨的计算是错误的。从那以后,战争干扰了这项研究:美国物理学家罗伯特·奥本海默(Robert Oppenheimer)利用爱因斯坦的理论来证明可能形成的奇点,将他的研究从黑洞转移到了原*弹子**。
在20世纪60年代,约翰惠勒恢复了对爱因斯坦研究的兴趣。他将这个奇点称为“黑洞”,使这一概念受到欢迎并吸引了新一代的研究人员。已故英国科学家斯蒂芬霍金就是其中之一:霍金计算出黑洞会通过霍金辐射过程蒸发掉。 “Schwarzschild Radius”和“Chandrasekka Limit”也成为黑洞研究领域的术语。
近年来,天文学家通过观察黑洞对邻近恒星的影响,积累了宇宙中黑洞的间接证据。现在我们知道银河系中心有一个超大质量黑洞。它是“事件视觉望远镜”的下一个目标。
就目前而言,我们第一次直接证实了“黑暗之星”的存在 - 米歇尔对这一发现很满意,但爱因斯坦可能会生气。