2019年7月4日,人類歷史上第一張黑洞照片M87正式公布。這張看上去像「甜甜圈」一樣的天體,就是讓人聞風喪膽的宇宙黑洞。
M87是一個距離地球5200萬光年的超大質量黑洞,早在2017年的時候,科學家們就使用8臺射電望遠鏡組成了一個事件視界望遠鏡,最後觀測到了黑洞M87。經過兩年多的照片分析以後,黑洞M87的廬山真面了才顯現在大家的面前。
近百年來,黑洞一直都是天體物理學界的重點研究領域。18世紀的法國,數學家拉普拉斯提出了這樣一種構想。他認為宇宙中可能存在一種天體,這種天體十分的緻密,以至於它自身發出的光都無法逃脫出去。現在看來,拉普拉斯提出的這種天體就是黑洞。
到了20世紀,著名物理學家愛因斯坦提出了廣義相對論,顛覆了人們以往對引力的認知。廣義相對論提到,引力場並不是由於質量引起的,而是時空被質量物體彎曲以後產生的效應。
廣義相對論提出一年以後,物理學家史瓦西得到了愛因斯坦場方程解,這個方程解說明:任何物體都有一個與其質量相對應的半徑,如果將它的全部質量都壓縮在這個半徑裡,物質就會無止境的向中心掉落。並且形成一個時空極度彎曲的奇點,就連每秒鐘30萬公裡的光速都無法逃脫。
到了1969年的時候,普林斯頓大學教授約翰-惠勒提出了「black hole」這個詞,翻譯過來以後就是黑洞。物理學家霍金也對黑洞有著很深入的研究,曾經大家都認為黑洞只吸收不釋放,是一個有去無返的單向膜。但是霍金認為這樣違背了宇宙的熵增理論,正確的認識應該是黑洞在吸收物質的同時也在進行著釋放。
霍金把量子理論效應引入黑洞研究,證明了從黑洞視界附近會蒸發出各種粒子。這種粒子的譜猶如來自黑洞的輻射,隨著黑洞質量降低,溫度就會升高,最後導致黑洞發生爆炸。簡單來說,黑洞就是一個密度無限大,熱量無限大,時空曲率無限高,體積無限小的奇點。現在,科學對黑洞的普遍理解為它可能是恆星死亡以後留下的產物。
黑洞是宇宙中最神秘的天體之一,大家是否會假想過,黑洞的另外一頭到底是什麼?基於目前的理論,假設你掉進了黑洞裡,身體就會因為受到黑洞引力而被撕碎。時間會在接近黑洞視界的地方發生扭曲,所以你掉入黑洞的過程會感覺十分的緩慢。還有人猜測,黑洞是通向另外一個宇宙的道路,穿過黑洞以後,就能來到另外一個星系。
1935年,愛因斯坦和內森羅森合作建立了連接時空兩個不同點的橋梁理論,也被稱為愛因斯坦羅森橋。約翰-惠勒起了一個更加容易讓人記住的名字,叫做「蟲洞」。科學家們一直在研究黑洞是「蟲洞」的可能性,但是目前還沒有證據表明蟲洞是真實存在的。
隨著人類科技的發展,科學家們對於黑洞的研究肯定也會更加深入。黑洞的秘密到底是什麼?希望能夠有解開答案的那一天。