黑洞是时空中的一个区域,其中引力如此强大,以至于没有任何东西能够逃脱。即使是粒子或光等电磁辐射也无法离开。根据广义相对论,足够紧凑的质量可以扭曲时空形成黑洞。但你知道是谁最早概念化黑洞的存在吗?

 

约翰·米歇尔于1783年提出了黑洞的概念,最初称其为“暗星”,并提出通过寻找显示出两颗星引力效应但仅能看到一颗星的星系来检测它们的方法。

黑洞的历史

在1784年11月发表的一封信中,英国天文学先驱兼牧师约翰·米歇尔简要提出了一个如此巨大的天体的概念,即使光也无法逃脱。米歇尔的简化计算假设该天体的密度与太阳相同,他得出结论:当一颗恒星的直径是太阳的500倍且其表面逃逸速度超过光速时,就会形成这样的天体。这些天体被称为暗星。
他正确地指出,这种超大质量但不发光的天体可以通过其对附近可见天体的引力效应来检测。当时的学者最初对巨大的、但不可见的暗星可能隐藏在我们视线中的想法感到兴奋,但随着19世纪初光的波动性质被发现——光被视为波而非粒子——人们对引力是否会影响逃逸光波的影响产生了疑惑,热情随之减弱。(Source: Gizmodo

黑洞的属性与结构

黑洞由两个基本组成部分构成:奇点和事件视界。事件视界是围绕黑洞的“无回头点”。它不是一个物理表面,而是环绕黑洞的一个球面,标记出逃逸速度等于光速的点。它的半径即前面提到的 Schwarzschild 半径。

关于事件视界有一点,一旦物质进入,它就会坠向中心。由于引力极其强大,物质被压缩成一个点,形成体积极其微小且密度荒唐地高的区域。 
奇点是对这一点的称呼,因为它极其微小且几乎具有无限密度。物理定律在奇点处可能会失效。科学家们正努力更好地理解这些奇点中发生的情况,并致力于发展一个更全面的理论,以更好地描述黑洞中心的现象。(Source: NASA

如果黑洞是不可见的,它们最初是如何被检测到的?

黑洞无法通过探测X射线、光或其他形式电磁辐射的望远镜直接观测到。然而,我们可以通过观察它们对附近其他物质的影响来推断黑洞的存在并进行研究。(Source: NASA