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黑洞本身是一个引力非常强的天体,要追溯黑才慢慢洞的历史,要追溯到人们对万有引力的认识。
万有引力的发现可以追溯到17世纪,牛顿坐在苹果树下╳面看到苹果掉下来,激发了灵感。他不仅仅意识到这种现象,而且写下了公式,那就是有关于引力的万有引力公式。在此基础之上,牛顿得到了人们所熟知的逃逸速那些围观度公式。
在此之后,更多科学家根据牛顿的理论作了进一步的应用和推广。在18世纪的法国☆,数学家拉普拉斯想象在宇一切宙当中有可能会存在着一种天体,它非常致密,以至于从它自身发出的光都不能够从它周围逃脱神色出来。现在看来这天体就是最朴素的对于黑洞的道一种想法。
到了19世纪,更多科学家的观测对于牛顿的理论提出了一些挑战。到20世纪初的时爽候,物理学家爱因斯坦首先提出了狭义相对论,在十年之后又提出了广义相对论,对引力提出了颠覆◥性的认识,比如认为引力场其实并不是由质量引起的,而是时空被质量、有质量物体弯曲以后的效应。
在爱因斯坦1915年提出广义相对论之后的几个月,德籍此处为虚构物理学家史瓦西得到了精确的爱因斯坦场方程解,这就是“没有转动黑洞的史瓦西解”。在史瓦西1916年得到∏这个解之后的几十年间,黑洞研究的进展其实非常缓慢。
在20世纪30年代末,美国的原子弹之父奥文海默和他的学生得到了一种学说:恒星在死亡塌缩的时候有可能塌缩成一个致密的奇点,并且推导出了这个推三阻四质量的下限,3.2个太阳质量左右。
当时间进入20世纪60年代的↘时候,黑洞的研究迎来了两项突破性进展:1963年新西兰的数学家罗伊·克尔通过数学求解的方式第▽一次精确得到了爱因斯坦场方程的带有旋转黑洞的精确解。1964年,用观测方法发现了第一颗恒星级的黑洞。正看着自己是理论和观测同时的突破,使得黑洞研究领域迎来了它的黄金时代,在接下来的二三十年,一大批天文学家、物理学家投身于这个领域。现在人们所知道的有关于黑洞知识基本上都√是在这段时间内得到的。
在这一时期,有一位非常知名的相对论物理大师——普林斯顿大学的教授约翰·惠勒,他不仅学术研究非常出色,而且在科学传播方面也做了非常多的工作。黑洞这个名字经过他的推广,才得以被众人所知。另外,虫洞这个名词也是他提出的。
在惠勒之∑后,霍金进一步发现了所谓的霍金辐射,改变了之前经典广义相对论对于黑洞的认识。
到目前为止,科学家已经发现了非常多的黑洞,通过质量可以把它们分解为三大类:
一类是自然是楚师弟对我一片盲目崇拜恒星量级的黑洞,也就是说它的质量可以从3倍太阳质量到100个太阳质量之间★。
第二类称之为超大质量的黑洞,它的质量起点是几十万倍的太阳质量,或者上百万倍的太阳质量,一直到几十亿倍甚至于上百亿倍的太阳质量。介于其中的这一类黑洞,称之为中等质量的黑洞。但是对于中等质第五轻柔最厉害量的黑洞,现在观测的直接证据非常少,但是理论研究证总是平平静静明,它们应该是存在的,所以寻找中等质量的黑洞也是目前研究的一个热门课题。
对于黑洞,它可以说是宇宙当中最为神奇,也是最为简单的一类天体。对于黑洞,只需要3个物理量就可以描述它,一个是它的质量,一个是它的也不会去打听转动,另外一个就是它的电荷。
在宇宙当中,气体几乎都是以等离子体状态存在,会存在非常多的自由电荷。如果一个黑洞带电,那很容易吸附周围的带电粒子而达到电力平衡。所以最终只剩♂下两个物理量,一个质量,一个转动,这个时候,就可以通过所谓的克尔度规来完整描述天体物理学当中的黑洞,科学家主要的任务就是测量指染凤江湖黑洞的这两个基本量。
在银河系中,按照理论,还应该存在着上亿个恒星量级的黑洞。但遗憾的是人类到目前为止仅仅探测到了几十个,而々且只有不到20个恒星量级的黑洞有非常精确的质量测量,其他将近上亿个的黑洞,现在并没有探测到因为小燕就是从后门离开。
(作者:苟利军,系海燕百家乐科学院国家天文台研究员)
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