首張黑洞的照片即將公布，而愛因斯坦拒絕接受黑洞的存在

2019年4月10日的晚上9點,全球多個國家和地區(即中國、台灣地區、美國、日本、比利時、丹麥、智利)的科學家們將一同舉辦行為發布會,展示他們用「事件視界望遠鏡」(Event Horizon Telescope,簡稱「EHT」)拍攝的首張黑洞照片——這張照片將是黑洞存在的第一手直接證據——這一前所未有的研究成果,很可能是2019年最為重大的科學發現之一、且永久性的載入科學史冊。

2017年4月5日至14日之間,30多個科研機構的科學家們開展了一項史無前例的龐大觀測計劃,他們把10個射電望遠鏡陣列(它們分布於全球的不同地區)組成一個「虛擬望遠鏡網路」,這就是「事件視界望遠鏡」,其有效口徑尺寸與地球直徑不相上下。據科研人員介紹,事件視界望遠鏡對深空天體的觀測能力,相當於美國紐約的觀測者能夠看清楚洛杉磯的一個高爾夫球表面的凹痕。最終,科學家們選定了銀河系中心的黑洞Sgr A和星系M87中的黑洞為拍攝對象,使用事件視界望遠鏡對它們進行了拍攝。「沖洗」這些照片並非易事,科學家們需要處理海量的數據、也要攻克一系列的技術難題,歷時兩年之久,他們才取得了這一划時代的成果。不過,對於阿爾伯特.愛因斯坦而言,畢竟他一直反對黑洞的存在。

(黑洞)

18世紀末期,英國的業餘天文學家米歇爾設想了一種完全黑暗的天體,哪怕是光線也無法從它的表面逃逸,米歇爾把它稱為「暗星」。無獨有偶,法國著名科學家拉普拉斯在《天體力學》一書中也提出了「暗星」的概念,他認為宇宙中存在一種引力極大的天體,光線也無法逃脫這麼強的引力。米歇爾和拉普拉斯率先預見了黑洞的前身,但嚴格意義上的黑洞並不是源於他們,而是源於阿爾伯特.愛因斯坦提出的廣義相對論。1915年,愛因斯坦發表的廣義相對論中,闡述了物質是如何引起空間和時間的彎曲——如同一個保齡球放在彈簧墊上,彈簧墊的表面會向下凹陷,也就是說,「引力」是宇宙幾何形狀變形而產生的效應。

幾個月之後,德國天文學家卡爾.史瓦西從愛因斯坦的引力場方程中獲得了一個「真空解」,這一「真空解」意味著,若極大量的物質集中於極微小的空間中,則集中點的周圍會生成一個界面——即「事件視界」——一旦進入「事件視界」中,包括光線在內的一切物質也無法逃脫,此後,人們把這一奇異的天體命名為「史瓦西奇點」(也就是「黑洞」)。「黑洞」這一概念源於愛因斯坦的廣義相對論,可他無法接受黑洞的存在,認為黑洞是一個可怕的怪物,一定不會存在於真實的宇宙中。

(黑洞)

1939年,愛因斯坦發表了一篇關於廣義相對論和「史瓦西奇點」的論文,闡述了「史瓦西奇點」為什麼不可能存在。愛因斯坦設想了一種物質密度為常數的理想星體,依據史瓦西公式推導,這一星體的密度越大、反抗引力的內部壓力越大,不可能壓縮到1.125倍臨界周長,也就沒有黑洞存在的可能性。可惜的是,愛因斯坦的計算是正確的,可他對結果的解釋是錯誤的。

事實上,物體接近它的臨界周長時,引力必然超越物體內部的一切力量,使得物體產生災難性的坍塌,從而形成了黑洞。愛因斯坦忽略了坍塌的可能性,也就失去了黑洞存在的可能性。不久之後,美國物理學家羅伯特.奧本海默發表了一篇論文,他依據愛因斯坦的方程式,詳盡的闡述了一顆耗盡燃料的紅巨星是何如坍縮為一個黑洞,愛因斯坦知道奧本海默的這一論文,但一直也沒有作出任何的回應。直至生命的盡頭,愛因斯坦也無法接受「黑洞」這一宇宙中的怪物。

(黑洞)

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