在整個銀河系,數以百萬計質量各異的黑洞在軌道上運行,它們和宇宙中其他質量的黑洞一樣,都遵循著同樣的引力規律。
只是它們完全是黑色的,而不是根據表面面積和溫度發光。無論在奇點上存在什麼存在於每個黑洞的視界之後,我們都看不到它。從黑洞內部沒有任何東西可以逃脫,甚至光也不能。我們唯一從黑洞中觀察到的光並不是來自黑洞本身,而是來自於在事件視界之外某個地方相互作用的加速物質。然而黑洞應該發射出一種非常特殊的光就是霍金輻射,這可以說是史蒂芬·霍金科學生涯中最偉大的突破。不幸的是,幾乎可以肯定的是我們永遠也探測不到它。
與你的預期相反,黑洞是一個幾百年前的概念。早在18世紀,科學家約翰米歇爾提出了一個關於太陽的輝煌的認識。如果你假設太陽是一個低密度的球體,但又想像它有更多的密度,產生一個更大質量、佔據更大體積的物體,那麼一旦你跨過了一個關鍵的門檻,光將無法從它那裡逃脫。以太陽目前的大小和質量,你必須以每秒618公裡的速度從它的邊緣脫離太陽。以每秒30萬公裡的速度傳播的光很容易做到這一點。但如果你向這個物體達到足夠多的質量,它的逃逸速度會越來越快。一旦它的速度超過30萬公裡/秒,它表面發出的光就會彎曲回到物體本身。你會創造出我們現在所知的黑洞。黑洞的質量是唯一的決定因素。在20世紀,愛因斯坦提出了廣義相對論,取代了牛頓的萬有引力理論,這一觀點獲得了新的生認可。引力不是由一種不可見的力引起的,引力將宇宙中所有的質量相互吸引到一起,依賴於它們之間的距離。相反宇宙是一種結構,其中空間和時間是它們自己不可分割的實體,時空,物質和能量的存在使時空彎曲。
根據牛頓的理論,除非外力使物體加速,否則物體總是沿直線運動,而愛因斯坦則認為,無論時空採取何種形狀,所有物體都將沿著它們所鋪設的彎曲路徑運動。物質和能量使時空彎曲,彎曲的時空告訴物質如何運動。1915年,愛因斯坦第一次提出了廣義相對論的最終版本。到1916年1月,第一個精確的解被發現。
這個解是由卡爾·史瓦西發現的,它對應於我們現在所知道的非旋轉黑洞。最初史瓦西考慮了一個非常簡單的系統一個宇宙,由廣義相對論控制,只有一個大「點」在裡面,沒有其他東西。然而,在這個系統中有大量的深層物理編碼,我們現在稱之為史瓦西解在這個領域中。
是的遠離這個質點,萬有引力的作用與牛頓的預測非常相似:萬有引力的作用幾乎與牛頓的萬有引力定律一致。
但靠近質量的地方,引力場很強的地方空間彎曲更嚴重,存在一種超出牛頓預測的「額外」引力。
如果你離得太近,你會遇到視界:一個任何東西,甚至光都無法逃脫的區域。