《夢幻書院》天文大講堂-知識點加更:黑洞
? ? ? ?黑洞是一種質(zhì)量和引力都很大的天體,理論上的黑洞的引力可以吸收一切,連光也無法逃脫,所以被稱作“黑洞”。2019年4月10日,人類首張黑洞照片面世,這是位于室女座一個巨橢圓星系M87的中心,距離地球5500萬光年,質(zhì)量約為太陽的65億倍的超大質(zhì)量黑洞。

? ? ? ?黑洞的提出要追溯到1915年,愛因斯坦提出了廣義相對論,其中有這樣一個預(yù)言:大質(zhì)量天體會讓周圍的時空扭曲,當(dāng)光通過此處時,就會因為時空的彎曲而被偏折。1916年,德國天文學(xué)家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦場方程的一個精確解,根據(jù)這個解,對于任何物體,都有一個與其質(zhì)量相對應(yīng)的半徑,如果將物體的全部質(zhì)量壓縮到這個半徑內(nèi),這些物質(zhì)就將無止盡的向中心掉落,形成一個時空極端彎曲的奇點,這個半徑就叫做“史瓦西半徑”,連速度最快的光一旦進(jìn)入了這個范圍都無法逃逸,這種“不可思議的天體”被美國物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。

? ? ? ?但這個結(jié)論太過于不可思議,提出后天文學(xué)家不相信自然界可以符合史瓦西描述的天體。但隨著理論研究的深入,物理學(xué)界逐漸建立了對各種極限條件下天體演化(例如致密的中子星)的認(rèn)識,再加上一系列天文觀測數(shù)據(jù)的出現(xiàn),“黑洞”的存在漸漸變得可信了起來。直到2019年4月10日,科學(xué)家連接了位于全球各地的亞毫米望遠(yuǎn)鏡,最后組成了一臺分辨率相當(dāng)于地球大小的虛擬望遠(yuǎn)鏡,也就是“事件視界望遠(yuǎn)鏡”,拍攝到了人類首張黑洞照片,證明了宇宙中“黑洞”的存在。
? ? ? ?“白洞”這個概念也是愛因斯坦方程中預(yù)言的一個特殊天體:白洞和黑洞的基本性質(zhì)幾乎完全一樣,也存在一個“半徑”,但是與黑洞只進(jìn)不出的特性相反,在白洞這個“半徑”中的物體只能往外移動,而白洞外面的物體無法進(jìn)入其中。目前,白洞只存在于理論中,人類還無法觀測到白洞的存在,可能未來的某一天,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我們也會像黑洞一樣,拍攝到白洞的照片。
參考文獻(xiàn):
[科普中國]-從廣義相對論到黑洞信息悖論 黑洞依舊神秘
https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=1&ar_id=265714
首張黑洞全景照片出爐!黑洞陰影與噴流同時出鏡
https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=1&ar_id=418359