黑洞並不是愛因斯坦預言的?科學家:預言黑洞的那個人比愛因斯坦早...

2020-11-23 騰訊網

黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言的一種現象,愛因斯坦用廣義相對論為黑洞進入科學領域鋪平了道路,而這並不是他真正的意圖。

1915年,愛因斯坦發表了一系列廣義相對論的演講,聲稱空間和時間是一個連續體,可被任何有質量的東西扭曲,扭曲的結果就是引力,即引力是空間和時間扭曲的結果,並迫使一切物體,從光到行星,甚至從樹上掉下來的蘋果,沿著彎曲的路徑穿過空間。

當愛因斯坦發展廣義相對論的時候,花了大約十年的時間用一種叫張量微積分的數學形式近似地解出自己方程的解,即使是最優秀的科學頭腦,也會對數學感到困惑。然而,這一挑戰並沒有阻止愛因斯坦同時代的一位天文學家——一位名叫卡爾·史瓦西的理論物理學家,史瓦西本質上是一個現實主義者,但他非常擅長處理理論概念,當愛因斯坦1915年發表關於廣義相對論的文章時,史瓦西是第一個認識到它們重要性的人之一。

只是黑洞並不是愛因斯坦預言的,甚至第一個預言黑洞的人也不是史瓦西,而是18世紀的約翰·米歇爾。

1783年,劍橋的學監約翰·米歇爾在《倫敦皇家學會哲學學報》上發表了一篇文章。他認為,如果一個質量足夠大的恆星產生強大的引力場,大到連光線都不能逃逸,任何從恆星表面發出的光,都將像炮彈一樣最終被恆星的引力吸引回來。

米歇爾暗示,宇宙中存在大量這樣的恆星,雖然它們的光到達不了我們這裡,讓我們不能看到它們,但是我們仍然可以感到它們的引力。他將這樣的天體稱為「暗星」,這正是我們現在稱為黑洞的物體。

幾年之後,大名鼎鼎的法國科學家拉普拉斯侯爵也獨自地提出了和米歇爾類似的觀念。當時對光的解釋屬於牛頓「光粒子說」佔上風的時候,所以把光想像成出膛的炮彈,是可以接受的。不過後來19世紀,「光波動說」逐漸取代了粒子說的主導地位,拉普拉斯又將此觀點從他的《世界系統》一書中全部刪除了。因為他顯然不認為波會像炮彈一樣被引力吸引。

對於的黑洞的早期認知止步於米歇爾和拉普拉斯的想像,直到1915年愛因斯坦提出廣義相對論,一個掙扎在俄國戰壕裡的德國炮兵中尉——卡爾·史瓦西——第一次解出了相對論場方程的第一精確解,得到了一個史瓦西半徑公式,從而為黑洞理論奠定了有力的物理方程支撐。

史瓦西的求解思路其實與米歇爾和拉普拉斯的想法一樣,就是當光也逃脫不了引力的束縛時,這樣的天體會是什麼樣子的?只是這次史瓦西擁有了一件完美的計算武器——相對論。

黑洞理論的進化

史瓦西可能沒想到,他算出來的這個奇異天體會成為日後物理學界最大的一個明星,一代又一代頂尖物理學家都投身其中。

20世紀30年代,眾多科學家一起提出了更準確的關於黑洞形成的理論,得出了三種不同方式產生的黑洞模型。

恆星黑洞:恆星死亡時,發生超新星爆炸後,殘骸在自身巨大重力作用下坍縮,殘骸越小,引力越大,最終形成黑洞。

星系黑洞:星系中心的密度非常之大,恆星之間容易發生碰撞合併,形成質量非常之大的天體,這些超大質量天體坍縮,可形成太陽質量的1億倍的黑洞。

原初黑洞:宇宙大爆炸時期的巨大能量,把一些物質擠壓得非常緊,形成初級的黑洞。可只要一個基本粒子那麼大,質量卻和小行星差不多。

1963年,旋轉的克爾黑洞被求出,算是黑洞理論中最大的一次躍進,相比於禁止的史瓦西黑洞,旋轉的克爾黑洞才是宇宙中的常態。

1967年,美國物理學家約翰·阿奇巴德·惠勒在12月紐約的一次演講中首次使用了「黑洞」這個術語,惠勒成了第一個把「黑洞」這個名字叫響的人,但惠勒本人表示這個名字,他也是聽別人說的,但最早是誰?已無法確認。

相關焦點

  • 黑洞是愛因斯坦早期預言的天體他卻不相信黑洞真實存在
    提起愛因斯坦,我想很多人都會將其視為智慧的代表高智商的代名詞,而且在大多數人對歷史上的物理學家進行排名的時候,愛因斯坦都是當仁不讓的第一名。緊隨其後的是牛頓和伽利略這樣的猛人,一般而言,我們評價現代科學家是否偉大會有一個標準,比如是否獲得過諾貝爾獎?
  • 除了黑洞,愛因斯坦的理論還有哪些預言?
    我們都知道黑洞是廣義相對論預言的,不過黑洞並不是愛因斯坦本人預言的,而是科學家史瓦西。其實愛因斯坦很反對,還專程寫了一篇論文反對。當然,後來更多的年輕科學家站到了史瓦西的這邊,這種事情其實在整個科學史都很常見。科學圈一直流傳著這樣一句話「薛丁格不動薛丁格方程」,指的就是量子力學奠基人之一的薛丁格自己搞出來的波動方程,自己不能接受這個方程的物理意義。
  • 愛因斯坦預言的黑洞已現身,預言的蟲洞的意義更加重大
    對於喜歡科幻作品的人來說,蟲洞應該並不陌生。在愛因斯坦和納森·羅森研究引力場的時候,預言了蟲洞的存在,愛因斯坦認為,蟲洞是時空扭曲的產物,是連接兩個不同時空的隧道,人類完全可以通過蟲洞來穿越時空或者空間轉移。一直以來,蟲洞的存在就被很多人認為是荒誕不經的。
  • 100年前,愛因斯坦曾大膽預言黑洞,還預言了中國,如今字字應驗
    喬治·薩頓說:「真正的科學家比任何人都更不輕易預言」。但愛因斯坦不僅是一位偉大的科學家,還是一位「預言家」。早在100年前,他的「黑洞」猜想曾是人類歷史上最令人震驚的預言之一,儘管「黑洞」一度曾是海市蜃樓般的存在,但在21世紀的今天也被逐漸證實。當然「黑洞」的預測並不是空穴來風,這裡面是愛因斯坦無數個晝夜的辛苦。
  • 愛因斯坦曾大膽預言黑洞,還說了一番關於中國的預言,現全都應驗
    泰戈爾在評價愛因斯坦時曾經說過:「對我來說,科學和藝術都是我們天性的表現,它們高出我們的生物學需要之上而具有終極價值。」愛因斯坦無疑是一位極其偉大的科學家,他的成就和研究在20世紀是絕無僅有的,其影響在如今的後世依舊巨大。
  • 黑洞已經被證實,如果愛因斯坦下一個預言也成真,人類該怎麼辦?
    引言:愛因斯坦被認為是人類歷史上最偉大的科學家之一,他不僅在生前提出了許多對人類發展有很大促進作用的理論,而且還提出了許多有前瞻性的預言,例如引力波和黑洞的預言。隨著第一張黑洞的照片被公布出來,愛因斯坦關於黑洞的預言終於被證實了,那麼愛因斯坦的下一個預言會實現嗎?
  • 黑洞已被人類找到,愛因斯坦預言的「白洞」會被證實嗎?
    雖然科學家已經研究黑洞很多年了,但事實上科學家對於黑洞的了解還是非常片面的,比方說宇宙中最普遍的恆星級黑洞,根據科學家的研究,恆星級黑洞在宇宙中分布非常廣泛,只在銀河系中,恆星級黑洞的數量就在上億個,不過目前科學家卻只發現了20個左右,由此可見,我們對於黑洞的研究還有很長的路要走。
  • 黑洞唯一懼怕的天體即將出現,預示著愛因斯坦的預言成功了
    黑洞唯一懼怕的天體即將出現,預示著愛因斯坦的預言成功了說實在的,宇宙的空間到底是有多大,如今的科學家都無法給出準確的數據,人類在探索宇宙的時候,能力是非有限的。不過,宇宙中能力最強的天體,大家肯定都知道,那就是黑洞,它的質量十分的大,即使是一個小小的黑洞,它的質量也是比太陽能夠大上去擊敗被說它是宇宙中最強大的天體,主要是其擁有強大的引力,就連太陽的光線還都能夠吸引過去。
  • 是誰預言了黑洞存在?人落入黑洞後為什麼還能看到前方的光?
    在人類拍攝到首張黑洞照片的發布會上,主持人曾說過一句話:「愛因斯坦又對了」。因此,坊間流傳是愛因斯坦預言了黑洞,但其實愛因斯坦並沒有預言黑洞的存在,他只是創立了廣義相對論並給出了引力場方程,隨後根據引力場方程預言了引力波。
  • 13億光年外黑洞相撞!空間波動!99年前愛因斯坦預言被證實?
    愛因斯坦對重力有一個非常大的貢獻,預言了重力波的存在,重力會造成空間扭曲,所以一個有重力的物體在空間中移動的時候,就會給這個空間帶來一些波動,就像一個球在水面上運動的時候,水面就會產生波紋,這個波紋就是重力波,但根據計算,重力波是非常微弱的,即使質量再大的物體能夠形成的空間扭曲的這種波動也是很小的
  • 霍金又一預言被證實了?實驗數據證明,黑洞像霍金預言那樣消失!
    霍金又一預言被證實了?實驗數據證明,黑洞像霍金預言那樣消失!物理學家霍金,在生前就多次對人類發展進行預言,其中就預言人類必須在200年內。離開地球,因為人類高智能發展可能最終會摧毀地球,而我們的地球可能會在2600年的時候,變成一枚火球等等,除了預言外,宇宙中的各種天體都有足夠的膽量來預測,就比如對黑洞猜測,他認為黑洞不管它的體積有多大,最終它都逃不過消失的命運雖然黑洞看起來"黑色",吞噬了附近的所有物體,但即使是以光速飛行的光子也無法逃脫,但是霍金在1974年的時候就預言,黑洞它不僅僅只能吸收
  • 科學家在實驗室中造出「黑洞」!或證明霍金最偉大預言!
    通過將量子力學和廣義相對論結合,霍金極富遠見地預言黑洞並非絕對的黑,它也不是只進不出,而是緩慢的釋放輻射,直至完全蒸發。令人遺憾的是,由於人類目前的科技水平尚不足以造出黑洞,尋找早期宇宙產生的黑洞輻射跡象更是難上加難,霍金的這一天才理論始終無法得到證實。發表於《自然》期刊的最新研究顯示,物理學家在實驗室裡造出了一個「聲波」黑洞,為霍金輻射理論提供了最新證據。
  • 黑洞與愛因斯坦到底有何關係?為何黑洞發現者是史瓦西
    在奇點周圍還會存在一個事件視界範圍,任何物體包括光在內在進入視界區域後都無法逃離黑洞,因此在這片區域是不可觀測的區域,因為沒有任何光能夠射出讓我們看到,因此就被形象地稱為「黑洞」。黑洞最早並不是人們直接觀測到的,它是愛因斯坦預言的一種天體。
  • 愛因斯坦預言的黑洞已被公布照片,他預言的白洞呢?或許宇宙就是
    偉大的物理學家愛因斯坦依靠廣義相對論曾經預言過黑洞和白洞這兩種天體,雖然他本人並不相信這兩種天體在宇宙中真的存在,但是目前已經有大量的觀測證據可以證明黑洞的確是宇宙中存在的一種天體,前段時間更有首張黑洞的照片被公布於世,所以黑洞的存在基本已沒有任何疑問,但是與黑洞性質相反的白洞卻還沒有任何蹤跡
  • 愛因斯坦預言出蟲洞是存在的,他自己卻選擇否認
    如果讓各個國家都選出一位具有代表性的物理學家,那德國一定會選擇愛因斯坦。愛因斯坦被公認為是繼伽利略和牛頓之後最偉大的物理學家,留下了浩如煙海的研究成果,相對論就是其中之一。根據相對論的內容,愛因斯坦計算並預言出了黑洞和引力波的存在。
  • 愛因斯坦留下的七大預言,只有兩個沒有實現,最後一個讓人擔心
    科學家是推動社會進步的中堅力量,如果問你最聰明的科學家是誰,很多人心裡想到的第一個名字就是愛因斯坦。愛因斯坦的智商究竟有多高,至今也是一個謎。他對人類貢獻是巨大的,在那個年代愛因斯坦提出的理論很多人都不能理解,有些科學家甚至認為愛因斯坦的理論是天方夜譚。
  • 愛因斯坦預言的黑洞已被找到,他所說的蟲洞會不會也是真的?
    引言:科學家已觀測到黑洞,愛因斯坦兩大預言已被證實。那麼,他所言的蟲洞會不會也是真實存在的?若蟲洞存在,我們能在它的幫助下穿越時空嗎?多年來,科研人員一直在找尋黑洞的道路上反反覆覆,他們偶然會收穫到有關黑洞的好消息,例如科學儀器監測到數光年外存在著一個疑似黑洞的事物,再例如藏在銀河系某處的黑洞出現變化等。但是,科研人員的喜悅心情很快便會平復下來,因為這些訊息具有高度不確定性,人類從來沒有看過黑洞,儀器所監測到的事物是否為黑洞,難以確定。
  • 愛因斯坦提出2條預言,其中一條科學家迫切想實現,這是為何?
    愛因斯坦作為科學界內最偉大的科學家,他的出現引領人類進入了一個全新時代,甚至他生前提出的理論,目前在科學界內仍然研究中,實際上他之所以被大家稱之為最偉大的科學家,不是沒有原因的。自從他逝世之後,科學界內出現了關於愛因斯坦的兩大預言,其中一條預言說出了人類未來。蟲洞在何處?愛因斯坦和其他科學家不同的是,他在早年研究科學,沒想到在晚年竟然研究起了神學,這讓大家比較詫異,難道說科學已經不滿足於讓他研究嗎?隨後深入了解之後,竟然發現他研究的不是神學,是另一個空間,通往另一個空間的通道是我們常常提到的蟲洞。
  • 黑洞已被證實!那愛因斯坦預言的蟲洞呢?被證實會發生什麼
    黑洞已被證實!那愛因斯坦預言的蟲洞呢?被證實會發生什麼蟲洞又被稱為時空洞。事實上,時空洞更適合它。眾所周知,它首次誕生於1916年,而奧地利物理學家路德維希弗萊明首先提出了蟲洞的概念。到1930年,愛因斯坦認為蟲洞可以讓我們瞬間移動,並且愛因斯坦完善了引力場方程理論。但到目前為止,蟲洞尚未得到科學家的證實,但它無法阻止每個人的好奇心,它已被移至大屏幕,如非常流行的科幻電影《星際穿越》;庫珀和其他幾位太空人發現了一個蟲洞在土星附近,他們進入了蟲洞來完成星際穿越。對我們來說,什麼是蟲洞,它的存在是合理的?
  • 愛因斯坦的預言,到底有什麼特別之處?為何科學家十分擔憂?
    愛因斯坦的預言一一實現,僅剩最後一個,為何科學家卻十分抗拒?天才和瘋子很多時候只有一線之隔,其實兩者並沒有明顯的界限,而究竟是天才還是瘋子,大多數情況下取決於評價者。如果問誰是最接近天才的人?很多人的答案不是特斯拉,便是愛因斯坦。