是誰將「黑洞」一詞正式引入了天文學?是約翰·惠勒還是丘弘毅?

2020-12-03 天文同好樂園

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在當代,黑洞物理學是一門炙手可熱而又十分美麗的學科,研究黑洞並不僅僅局限於在實驗科學中尋找黑洞,對其的理論研究更加具有深刻的意義。如今一提到黑洞這個詞,相信大多數人都耳熟能詳,就在去年的4月10日,國際天文學界公布了有史以來的第一張黑洞照片,這個黑洞位於M87星系的中心,這張照片在全世界引起了巨大的轟動。

值此天文學史上首張黑洞照片公布一周年臨近之際,來梳理一下「黑洞」一詞的由來,也是一件十分有意義的事情。「黑洞」一詞到底從何而來?又是誰最早並正式地將之引入了天文學?對天體物理學稍微有點熟悉的朋友都知道,「黑洞」作為宇宙中最為特殊的一種天體,它的出現是緣於愛因斯坦的廣義相對論,而首位研究者是德國天體物理學家卡爾·史瓦西。因此在當代,黑洞的兩個重要性質就以他的名字命名——史瓦西度規和史瓦西半徑。

對於黑洞的物理屬性,簡單來說,就是指密度無限大的「奇點」在時空的彈性結構裡如同「挖了一個洞」,一個深不見底的無底洞,任何掉進黑洞內的事物將有來無回,包括光線,黑洞的「黑」就是這個意思。巧合的是,似乎冥冥之中存在某種天意,第一個研究黑洞的卡爾·史瓦西,其姓氏「schwarz」在德語中的意思就是「黑色的」。所以,難道「黑洞」一詞是由卡爾·史瓦西首創的?但事實並非如此。

根據考證,「黑洞」一詞作為專業術語正式被引入天體物理學是在20世紀60年代的下半葉,大概在1967年的年底才被官方正式採納。而在這之前,作為一種特殊的引力坍縮星體,它有很多非官方的名稱,包括黑星、暗星、坍縮星、凍結星等等。如果僅從「黑洞」一詞的字面意思來溯源,則最早可追溯到1756年的印度加爾各答,當時的孟加拉人抓捕了一百多名英國人並將之關進了一間黑牢,進了這間黑牢則有死無生,因此在史書記載中將這個黑牢稱為「黑洞」。

但很顯然,此黑洞非彼黑洞,它與天體物理學沒有半毛錢關係。天文學史上大部分人都認可是著名的美國物理學家約翰·惠勒最早正式引用「黑洞」一詞,但惠勒否認是自己發明了這個詞。據惠勒回憶,其在1967年秋天的一次由美國航天局戈達德太空研究所舉行的會議上作報告時,仍然使用「引力坍縮星體」這個術語,當這個術語被多次提到時,聽眾席上有人建議,何不稱它為「黑洞」呢?於是惠勒就採用了這個詞,而提出這個建議的人具體是誰,惠勒也無從知曉。

科學史上記載,同在1967年,還舉行了一次重要的會議,那就是美國科學促進會年會,在這次會議上,「黑洞」一詞被多次提到,說「星際空間裡布滿了黑洞」。提到這個詞的是戈達德研究所的物理學家丘弘毅,而「類星體」這一術語正是他發明的。曾有人向丘本人求證,「黑洞」一詞是否是丘發明的,丘鴻毅本人同樣否定了這個猜測,聲稱也是從其他人那裡借用的,至於那個人是誰,已無法考證。

也許,要追尋「黑洞」這個特定的天文學術語的正式起源已經不大可能。然而,據說有充分的證據證明,在1963年的某個學術會議上就已經有人無意間使用過這個詞,這比約翰·惠勒使用改詞早了四年。但無論如何,將「黑洞」一詞正式納入科學詞典的功勞,仍應歸屬惠勒,這是因為約翰·惠勒在該領域的威望極高,從而得以讓科學界自然而然地接受了這個詞而沒有引起任何爭議。

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  • 約翰·惠勒:一個世紀的隱喻工作者(組圖)
    1967年,在NASA「戈達德空間研究學院」的一次講話中,惠勒第一次提出將上述天體稱為「黑洞」,此名一出,原來的「凍星」、「坍塌星」等名字馬上被人拋諸腦後。霍金對此的評價是「一項天才之舉」。  這位聰明絕頂的物理學家被告知,其實一開始根本沒有定下任何詞,他們商定無論從他口中說出任何詞,只要和先前得到的答案不矛盾,就認為他答對了。  惠勒後來在一篇文章裡寫到了這件事,他闡述道,「雲」產生出來的這個過程,其實是設謎者和猜謎者共同建立起來的,並由此作類比,實驗者將要選擇什麼樣的實驗,向大自然提什麼問題,會對亞原子行為產生某些實質性的影響。
  • 首張黑洞照片發布一周年,現在,這個黑洞有了一個正式的名字
    【ALENG 自媒體】4月13日晚間自媒體專稿,2019年4月10日,人類歷史上首張黑洞照片發布,儘管事情已經過去了整整一年的時間,不過,這個被拍攝到的黑洞仍然沒有正式的名字,而是按照天文學家的習慣,將其稱為是「M87星系中心的黑洞」,距離我們有5300萬光年。
  • 2020年諾貝爾物理學獎揭曉,解讀「黑洞」起源
    三位獲獎者因發現了宇宙中最奇特的現象黑洞,將分享1000萬瑞典克朗獎金(約合760萬人民幣)。1968年,美國天體物理學家約翰·惠勒首次提出「黑洞」一詞。黑洞是如何誕生的?依據阿爾伯特·愛因斯坦的相對論,當一顆垂死恆星崩潰,核心在自身重力的作用下迅速地收縮它將聚集成一點,最終形成黑洞。也就是說,現代物理學認為黑洞是衰老恆星坍縮產生的。
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    (黑洞)的貢獻。三位獲獎者因發現了宇宙中最奇特的現象黑洞,將分享1000萬瑞典克朗獎金(約合760萬人民幣)。黑洞是現代廣義相對論預言的一種天體。黑洞的引力很大,使得視界內的逃逸速度大於光速。換句話說,黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體。
  • 黑洞是什麼?從何而來?什麼是黑洞的「事件視界」?
    相對論之前的黑洞在1700年代,有人提出特大質量的物體甚至能將光都拽進去。牛頓光學是一種視光為粒子的微粒理論。然而,隨著光波理論的興起,人們對這一理論的興趣在20世紀初消失了。在現代物理學中很少會提及到,這些理論實體其實被稱為「暗星」,以區別於真正的黑洞。
  • 黑洞要顯真身了,是誰為它拍了第一張照片?
    2017年的4月5日到14日之間,來自全球30多個研究所的科學家們開展了一項雄心勃勃的龐大觀測計劃,利用分布於全球不同地區的8個射電望遠鏡陣列組成一個虛擬望遠鏡網絡,人類第一次看到黑洞的視界面。這個虛擬的望遠鏡網絡被稱為「事件視界望遠鏡」(Event Horizon Telescope, EHT),其有效口徑尺寸將達到地球直徑大小。
  • 黑洞原來長這樣!終於出照片了!
    在上海,「事件視界望遠鏡」項目和中國科學院發布了這一重大成果。啥是黑洞?18世紀,英國地理學家約翰·米歇爾便已經意識到:宇宙中有緻密的天體,可以達到滴「光」不漏的程度——密度大到連光都完全無法逃逸。1968年,美國天體物理學家約翰·惠勒正式提出,將這樣的天體,稱作「黑洞」,它們自身不發光,吸入所有一切,什麼都逃不出來。
  • 黑洞裡面到底是什麼?人類推算出最大的黑洞有多大?
    人們可能會問,黑洞是否會消失和消亡,黑洞是否是連接另一個宇宙維度的通道,以及情況是否如此。今天我們要討論的是黑洞,宇宙中最大的黑洞。一、黑洞裡面是什麼事實上,黑洞是地球上的一個黑洞,因為它形成了一個神秘的區域,其中形成了強大的磁場。
  • 天文學 | 脈動白矮星、黑洞和星際旅行
    2019年4月11日至13日,在布魯塞爾研究院舉行的國際天文聯合會旗艦活動,即國際天文聯合會的周年慶典正式啟動。就在前一天,在美國(華盛頓)、中國(上海和臺北)、智利(聖地牙哥)、比利時(布魯塞爾)、丹麥(靈比)和日本(東京)全球多地同時召開新聞發布會,「事件視界望遠鏡」項目宣布,他們成功拍到了世界第一個黑洞圖像。那真是一個激動人心的時刻!
  • 歷時2年,首張黑洞照片即將面世!它是如何被拍攝的?
    每經編輯:張楊運北京時間4月10日21時,全球六地(比利時布魯塞爾、智利聖地牙哥、中國上海和臺北、日本東京和美國華盛頓)將召開新聞發布會,發布首張黑洞照片。根據資料顯示,黑洞照片的「衝洗」用了約兩年時間。圖片來源:攝圖網 圖文無關黑洞究竟是什麼?理論上,黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言存在的一種天體。
  • 一張圖告訴你黑洞到底是什麼?我們成為史上首批看到黑洞的人類
    黑洞怎麼了?它和我們有什麼關係?我認為網際網路上有點「張二的金剛〜困惑」。1915年,愛因斯坦的相對論一般理論「預見」了黑洞的存在,但他不相信黑洞的存在。1960年代,美國科學家約翰·惠勒(John Wheeler)首次將這個令人難以置信的天體命名為「黑洞」。
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    黑洞怎麼了?它和我們有什麼關係?我認為網際網路上有點「張二的金剛〜困惑」。 1915年,愛因斯坦的相對論一般理論「預見」了黑洞的存在,但他不相信黑洞的存在。
  • 黑洞是咋形成的?誰定義了黑洞?什麼是霍金輻射?10個方面告訴你
    黑洞是一個很神秘的對象,我們對它的理解還沒有完全弄清楚。儘管如此,科學家們仍對它有一些了解,下面就讓我們一起來看看有關黑洞的一些知識:1)黑洞的形成當一顆大恆星燃料耗盡,並在自身的重力條件下而開始坍塌時,就會產生一個黑洞。
  • 牛頓理論也能預測黑洞的存在?淺談黑洞的趣味發展史
    黑洞是廣義相對論方程預測的理論實體。當一顆質量足夠大的恆星遭受引力坍縮,其大部分或全部質量被壓縮到足夠小的空間區域,從而在該點產生無限的時空曲率時,黑洞就形成了。如此巨大的時空曲率使得任何東西,甚至光,都無法逃離「事件視界」。黑洞從未被直接觀測到,儘管對其影響的預測與觀測相符。
  • 12000毫安時超大容量 弘毅HY-JH818評測_弘毅移動電源_移動電源...
    側面英文字樣    弘毅HY-JH818移動電源的尺寸為109×68.7×21.5mm,重280G,由於是一款擁有12000mAh標稱電芯容量的移動電源,所以在整體尺寸和重量上控制的相對比較出色    下面讓我們來看看弘毅HY-JH818移動電源分別在滿載輸出和輸入狀態下的發熱情況,一款內部結構設計合理,電路設計布局用料較為出色的移動電源即使在長時間高負載狀態工作下,也不會讓使用者明顯感覺溫度過高,同時較低的溫度也能夠避免內部電芯由於溫度過高而出現影響壽命的問題。
  • 其實黑洞並不存在?一個新的理論稱黑洞可能只是奇怪的蟲洞
    1969年,美國科學家約翰·惠勒首次提出黑洞一詞,以取代「引力完全探索的星球」這一說法,隨著對黑洞的研究越來越深入,科學家所面對的未知也越來越多,咋一想,黑洞似乎是一個科學幻想中的產物,很多人都沒見過,只知道連光都會被它捕獲,是一個我們看不見的天體。
  • 黑洞是何時走進人類的視野的,宇宙中又是否真的存在黑洞呢?
    自2019年第一張黑洞圖片亮相後,「黑洞」這個詞好像一下子點燃了起來似的,而此後,天文學也好像將有關於黑洞的事集中了起來,甚至於近期,曾有不少文章報導在哪又發現了黑洞,哪裡又探測到了最小的黑洞等等。「黑洞」相信很多人都不陌生,因為這詞不僅在天文學中時常出現,就連在科幻電影等科幻文學中也經常提及,尤其是在科幻文學作品中,黑洞是一個十分特殊的存在,有些人說,黑洞的中間奇點,能夠使人穿越時空,又有人說,黑洞能夠吞噬一切,泯滅一切……總之,關於黑洞的理念有很多。
  • 科普:天文學中使用經典牛頓力學對黑洞質量的測量
    黑洞示意圖說到天文學,大家想到的肯定是極為高深的宇宙起源問題,應用的是極為艱深的廣義相對論的理論,使用的是極為深奧的數學知識。但實際上經典的牛頓力學在天文學的研究中仍然有著很大的應用範圍,比如在本篇科普小短文中即將討論的黑洞質量的估算(或者測量)。先簡單的說一下黑洞的定義,黑洞這個名詞最早是由美國物理學家惠勒於1969年提出的,但是黑洞的物理最早在1916年由德國天文學家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild)通過計算得到的愛因斯坦引力場方程的一個真空解。
  • 還原弘毅資本收購上海最大民營醫院交易細節
    最近一周極熱門的弘毅投資與楊思醫院的併購案就是最新鮮的案例。挑戰上海最大綜合類民營醫院10月8日,弘毅投資完成了對上海最大的民營醫院——楊思醫院的控股計劃。這意味著弘毅投資正式開啟了民營醫院投資的動作。