我們先從對黑洞最樸素的理解開始，一點一點走進真實的黑洞。
牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，他解釋了為什么地球上的每一個人，都覺得自己是頭朝上腳朝下，，也解釋了月亮為什么不會掉到地面上。
我們每一個人都受到來自地球的吸引力，但這個吸引力其實并不是那么強大，我們只要雙腳一用力，就能跳起來，短暫地對抗地心引力。
起跳的初速度越大，我們就能蹦得越高，在空中停留的時間也越長。
當年牛頓就計算出來，如果我們起跳的速度達到了 7.9 公里/秒的話，那么，我們就永遠也不會掉回地球了，我們會成為地球的一顆衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，就像月亮那樣。
而這個 7.9 公里/秒的速度，就被稱為“第一宇宙速度”，也叫“環(huán)繞速度”。
就是要從地球表面發(fā)射，成為一顆環(huán)繞地球運動的衛(wèi)星所需要的最小速度。
理論上來說，任何星球都有屬于自己的環(huán)繞速度。
那這個 7.9 公里/秒的數(shù)值，到底是怎么計算出來的呢？
實際上，這個數(shù)值是根據(jù)牛頓的萬有引力定律的公式推導(dǎo)出來的，它只跟兩樣?xùn)|西有關(guān)，那就是星球的質(zhì)量和體積。
與我們自己本身有多重沒有關(guān)系。
環(huán)繞速度與星球的質(zhì)量成正比，與體積成反比，太陽的質(zhì)量和體積都要比地球大得多，太陽的環(huán)繞速度是 220 公里/秒。
當然，這個速度是相對于太陽的速度來說的，而不是相對于地球的速度，這個數(shù)值就比地球的環(huán)繞速度的數(shù)值大了很多。
這些知識，人類在牛頓時代就已經(jīng)搞得清清楚楚了。
大約 200 多年前，有一位叫拉普拉斯的天體物理學(xué)家，他有一天就突發(fā)奇想。
他想，假如有一個天體的環(huán)繞速度超過了光速，那么，豈不是連光都無法從這個天體上跑出來了嗎？那這個天體豈不是變成全黑的了嗎？
他還動手大致算了算，他算出來，太陽的半徑如果縮小到只有 3 公里，那就意味著體積要縮小萬萬億倍，它就會成為這樣一顆不發(fā)光的恒星。
但拉普拉斯僅僅只是隨便想了想，并沒有深究，他不認為宇宙中會有這樣的恒星存在，只是一種純粹的數(shù)學(xué)計算罷了。
后來，他又知道了光是一種波，而不是由一個一個有質(zhì)量的微粒構(gòu)成的。所以，拉普拉斯就更覺得自己是胡思亂想了。
用拉普拉斯的這種想法來理解黑洞，是一種最樸素的方法，也是大多數(shù)人能夠理解到的層次。但是，這卻并不是對黑洞的正確理解。
接下來，我要給你們講一些高級貨。
拉普拉斯之后，光陰如梭，一晃就是 100 多年過去了，時間到了 1915 年。
愛因斯坦大神把人類對宇宙的認識，推進到了一個遠超牛頓的境界。
大神告訴人們，萬有引力只是時空彎曲的一種表現(xiàn)形式罷了，牛頓的萬有引力只是對時空彎曲本質(zhì)的一個近似公式，如果太陽的半徑真的縮小到了只有 3 公里，那萬有引力公式就不適用了。
要真正把時間、空間、運動、引力這些東西的相互關(guān)系給搞清楚，那就必須要用到一個超級燒腦的方程式。
這就是愛因斯坦場方程，愛因斯坦的理論就是大名鼎鼎的相對論。
1915 年，正值第一次世界大戰(zhàn)時期，在德國和俄國交戰(zhàn)的前線，有一位年輕的德國炮兵上尉，他的名字叫史瓦西。
他看到了愛因斯坦那個超級燒腦的方程式后，本能地就愛上了它。
當其他物理學(xué)家還在質(zhì)疑這個方程的時候，史瓦西已經(jīng)開始了默默的計算，他花了很長的時間，終于找到了愛因斯坦場方程的一個特殊解。
他發(fā)現(xiàn)了一個驚人的情況，這個情況和拉普拉斯當年發(fā)現(xiàn)的情況，有著異曲同工之處。
史瓦西根據(jù)相對論計算出來，如果把太陽壓縮到半徑 3 公里，或者把地球壓縮到只有一個巧克力豆那么大，這時候，在地球或者太陽中心點的時空就會被彎曲到無窮大，就好像時間和空間在這個地方打了一個結(jié)，沒有任何東西能夠從它們的表面逃脫，連光也不例外。
這倒不是因為光速小于環(huán)繞速度，其實，在這種情況下，已經(jīng)不存在環(huán)繞速度的概念了，而是因為時空在這個地方被彎曲成了一個深深的洞，光掉進去了就再也找不到出口了，事實上，根本也不存在出口。
后來，科學(xué)家們就把這樣一種奇怪的天體稱作“黑洞”。
因此，黑洞實際上不是一個洞，在天文學(xué)上，它是一個有質(zhì)量的天體。
黑洞是我們這個宇宙中已知的最奇怪的一種天體，我們永遠也無法看到黑洞里面的樣子，因為在那里面，時間和空間已經(jīng)打成了一個結(jié)。
也可以說，時間和空間都不復(fù)存在了。
黑洞就像宇宙中的一個吸塵器，不斷地吞食著一切靠近它的物質(zhì)，而且吞進去了就別再想跑出來。
實際上，黑洞比你想象的還要怪異。
所謂黑洞的大小，只是黑洞的中心到邊界的大小，在那個黑乎乎的區(qū)域中，其實也是空無一物的。
那你可能要感到奇怪了，物質(zhì)都跑到哪里去了呢？
其實，我上面說把地球壓縮到一個巧克力豆那么大，真實的情況是，一旦當?shù)厍虮粔嚎s到巧克力豆那么大的時候，就沒有任何力量能夠阻止地球繼續(xù)收縮了，只留下一個黑洞洞的外殼。
那么，地球上的物質(zhì)到底跑到哪里去了呢？
我只知道它們會一直一直收縮下去，永遠也停不下來，那你一定要讓我告訴你到底最后會怎么樣，我也只能回答你：對不起，我想到一半就已經(jīng)昏迷不醒了，我求你別問了。
如果你去問科學(xué)家，他們可能會這樣回答你，這些物質(zhì)最后都會收縮成一個非常非常奇怪的點，我們把這個點叫“奇點”，哎呀，年輕人，等你長大了就明白了。
好吧，其實我現(xiàn)在都長這么大了，也還是想不明白。
正因為這樣，當黑洞剛剛被提出來的時候，幾乎沒有人相信宇宙中真的會有這樣奇怪的天體。
后來，著名的物理學(xué)家霍金和別人一起發(fā)現(xiàn)，似乎宇宙中出現(xiàn)這樣的一種奇怪天體是不可避免的。
隨著相對論被一個又一個的實驗所證實，這就更加堅定了科學(xué)家們的信念。
但是，科學(xué)精神有一條非常重要的原則，那就是，非同尋常的主張需要非同尋常的證據(jù)。
黑洞顯然是一個非同尋常的主張，那就必須要有非同尋常的證據(jù)，要最終證明黑洞的存在，必須要找到天文觀測的證據(jù)。
于是，天文學(xué)家們就開始了艱苦卓絕的努力。
在幾十年以前，黑洞的真實性一直是天文學(xué)中最大的未解之謎，直到上世紀七十年代，天文學(xué)家們才普遍猜測，有一個過去一直搞不明白的奇怪天體，很有可能就是黑洞。
這個天體距離地球大約 6000 光年，放出非常強烈的 X 光。
你可能會奇怪，不是說黑洞不發(fā)光嗎，怎么又會放出強烈的 X 光呢？
這是因為物質(zhì)在向黑洞的墜落過程中，會形成一個圍繞著黑洞的大漩渦，這被叫做吸積盤。
因此，X 光不是黑洞發(fā)出來的，而是吸積盤中的氣體高速摩擦發(fā)出來的。
這些 X 光可以看成是黑洞存在的間接證據(jù)，但并不是直接證據(jù)，但即便是這樣的間接證據(jù)也是很罕見的。
我能查到的公開資料顯示，截止到 2007 年，天文學(xué)家們努力了半個多世紀，也僅僅只是找到了 17 個黑洞候選者。
第一份黑洞存在的直接證據(jù)，一直到 2015 年 9 月 14 日才出現(xiàn)。
那一天，位于美國漢福德區(qū)和路易斯安那州的利文斯頓的，兩臺引力波探測器同時探測到了一個引力波信號，經(jīng)過 8 個月的分析論證后，在 2016 年 6 月 16 日清晨，美國科學(xué)家正式向全世界宣布，這個持續(xù)了僅僅不到 2 秒的引力波信號，正是兩個黑洞并合產(chǎn)生的引力波信號，在茫茫宇宙中穿行了 13 億年才抵達地球，恰好被人類捕捉到。
從黑洞存在之謎被提出到解決，恰好過去了 100 年，但是人類對黑洞的研究其實才剛剛起步。
因為科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，關(guān)于黑洞，還有更多的未解之謎等待著我們?nèi)ソ獯稹?/p>
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