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爱因斯坦是如何预测到黑洞的存在的?

2020-11-13 14:01阅读(60)

爱因斯坦是如何预测到黑洞的存在的?:黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种现象,爱因斯坦用广义相对论为黑洞进入科学领域铺平了道路,而这并不是他真正的意图191

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黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种现象,爱因斯坦用广义相对论为黑洞进入科学领域铺平了道路,而这并不是他真正的意图

1915年,爱因斯坦发表了一系列广义相对论的演讲,声称空间和时间是一个连续体,可被任何有质量的东西扭曲,扭曲的结果就是引力,即引力是空间和时间扭曲的结果,并迫使一切物体,从光到行星,甚至从树上掉下来的苹果,沿着弯曲的路径穿过空间。

当爱因斯坦发展广义相对论的时候,花了大约十年的时间用一种叫张量微积分的数学形式近似地解出自己方程的解,即使是最优秀的科学头脑,也会对数学感到困惑。然而,这一挑战并没有阻止爱因斯坦同时代的一位天文学家——一位名叫卡尔·史瓦西的理论物理学家,史瓦西本质上是一个现实主义者,但他非常擅长处理理论概念,当爱因斯坦1915年发表关于广义相对论的文章时,史瓦西是第一个认识到它们重要性的人之一。

史瓦西是一位德国爱国者,所以当第一次世界大战爆发时,他把手上的天文学研究放在了一边,而选择了参军。当他读到爱因斯坦的论文时正在比利时、法国和俄罗斯前线参加战斗。尽管如此,史瓦西还是被广义相对论的本质所吸引,开始为它的方程寻找精确答案。在患了重病被送回家休养两个月后,史瓦西终于能够集中精力完成他的计算,在1916年去世前不久,史瓦西完成了他的工作,同年晚些时候出版了:《论爱因斯坦理论中的点质量引力场》成为现代相对论研究的支柱之一,史瓦西在其中提出了他对爱因斯坦未解方程的解。

当爱因斯坦写下他的广义相对论时发现了描述引力的新方法,即引力是空间和时间扭曲的结果,物质和能量存在于时空背景中,有三个空间维度和一个时间维度,物体的质量会扭曲时空结构——质量越大的物体对时空影响越大。就像放在蹦床上的保龄球会拉伸织物,使其产生凹陷,行星和恒星也会扭曲时空——这种现象被称为“短程线效应”。因此,围绕太阳运行的行星不会受到太阳的引力;只是沿着太阳质量引起的弯曲时空变形运转。行星从未落入太阳的原因是由于行星的运行速度,简洁地说就是“物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何移动。”

史瓦西意识到物体表面的逃逸速度取决于它的质量和半径。例如,地球的逃逸速度约为每秒11.2公里——这是火箭在离开地球之前必须达到的速度。但是,如果能使给定质量的半径足够小,逃逸速度就会增加,直到达到光速,即每秒30万公里,在那时,物质和辐射都无法从物体表面逃逸。此外,原子力或亚原子力无法使物体承受自身的重量。因此,物体坍缩成一个无限小的点——原来的物体从视野中消失,只留下它的重力来标记它的存在。结果,会在时空结构中创造了一个无底洞,称为奇点。史瓦西还解释说,一个奇点被一个球形引力边界所包围,这个边界会永远困住任何进去的东西,这个边界叫做视界( event horizon)。史瓦西还提出了一个公式,可以计算出视界的大小,这就是史瓦西半径,是时空无底洞的边缘,太阳的史瓦西半径为3公里,即它的视界就在离它表面三公里的地方,地球的史瓦西半径是9毫米。

史瓦西的论文中包含了激进的预测,时空无底洞的想法困扰了许多科学家包括爱因斯坦,爱因斯坦本人并不相信黑洞的存在,尽管他自己的理论预言了黑洞的存在,但他强烈反对这一观点。1939年,爱因斯坦在《数学年鉴》上发表了一篇文章,试图证明这样的时空无底洞是不可能存在的。因为它公然违背了人类经验——世界是有限的,一切都可以称重和测量。

1967年美国物理学家约翰·惠勒将史瓦西提出的”引力完全坍缩的物体“的原始说法进行改进,将之命名为黑洞。科学家们大约五十年来都没有意识到它在恒星演化中的重要性,直到最近才意识到它对宇宙发展的巨大影响。现代的科学共识是——黑洞确实存在,而且是宇宙最重要的特征之一,天文学家已经能够以不同方式间接地探测到它们,因此黑洞的存在是毫无疑问的。

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首先要明确一下,黑洞不是爱因斯坦预测到的,1905年爱因斯坦发表狭义相对论后,从1907年开始了长达八年的对引力的相对性理论的探索。在历经多次弯路和错误之后,他于1915年11月在普鲁士科学院上作了发言,解释引力如何作用时,给出了著名的爱因斯坦引力场方程:

整个方程的意义是:空间物质的能量-动量分布决定空间的弯曲状况。

1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。

爱因斯坦对物体之间存在相互吸引的引力这种现象解释为因为物体的质量使得物体所在环境的空间、时间扭曲,而这种扭曲的结果并迫使一切物体,沿着弯曲的路径穿过空间,这种现象在最后外我们的观察中就感觉物质之间存在相关吸引的引力。比如:我们日常生活中看到的苹果从树上掉到了地上现象,爱因斯坦给出解释:因为地球的存在,使得地球周围的空间、时间发生了扭曲,苹果沿着扭曲空间行进而已;而牛顿给出的解:世界万物都存在相互吸引,苹果受到了地球的引力才从树上掉了下来。后来在天文观察中,发现爱因斯坦的理论计算结果更接近天体运动轨迹,如关于水星近日点进动值的计算结果。卡尔·史瓦西利用爱因斯坦的引力场方程,计算出了一个特殊的存在,即根据物体的质量可以使其周围的环境的空间、时间扭曲,而且扭曲程度跟其能动张量Tuv成正比的。通过计算卡尔·史瓦西得出如下结论:当一个天体的能动张量Tuv足够大,使其周围的环境的空间、时间严重扭曲,以至于当光线(宇宙中速度最快的物体)靠近这个天体一定距离是都无法逃逸,后来科学家把这种天体命名为黑洞。

换句话说,爱因斯坦只是给出解释引力现象的一种方法,而卡尔·史瓦西利用这种方法推算出来一种特殊的天体,然后这种天体被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。

北京时间10日晚9时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布了黑洞“真容”,这是人类首次拍到黑洞的照片,证明在极端条件下爱因斯坦广义相对论仍然成立。该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环,如上图。

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预测黑洞存在的物理学家是史瓦西(Schwarzschild),不是爱因斯坦!

但黑洞又的确和爱因斯坦关系密切,涉及到爱因斯坦的广义和狭义相对论。

最先发现可能存在黑洞这种怪兽天体的物理学家是德国犹太裔物理学家史瓦西,他在一战服役期间,从爱因斯坦的广义相对论方程中,推导出了一种可能的天体怪兽——就是后来被通俗化的黑洞——,当时还被称为史瓦西解。很不幸,史瓦西在第二年因天胞疮而去世,这是一种自身免疫性疾病,尤其高发于德国犹太人群体中

图示:史瓦西与黑洞解,黑洞的不可逃逸范围,称为史瓦西半径。

史瓦西解之所以后来被称为黑洞,原因也很简单,因为要从这个天体上出逃,需要的逃逸速度超越了光速!这意味着即便连光都无法从该天体中逃逸,这意味它既不可能发光,也不可能反光。同时,爱因斯坦的狭义相对论还规定任何粒子的运动都不可能超越光速,这意味着进入史瓦西天体的任何物质都将一去不复返。因此就有了黑洞这样的通俗称呼,这个称呼后来被科学界接受。但法国物理学家有段时间很抗拒黑洞(black hole)这个词,认为不够典雅,他们建议将黑洞称为隐星!隐藏在宇宙的星星,不过这个建议既没有被大众媒体采纳,也没有被别国物理学家采纳,大家都默认了黑洞一词,以至于许多人忘记了,其实黑洞还是一个天体,只不过非常特殊。

图示:广义相对论的核心思想就是质量可以扭曲时空。


如太阳就扭曲了它身边的空间,而广义相对论之所以被物理学界广泛接受,正是因为天文学家爱丁顿证实太阳真的扭曲了它周围的时空。随着天体密度的增加,如白矮星和中子星,它们对时空的扭曲也越来越严重,而黑洞则是其中的极致,黑洞表面出发的时空,最终会返回其自身

图示:地球也扭曲它周围的时空,要挣脱这种扭曲,需要速度,逃离地球的速度被称为第一宇宙速度,而逃离黑洞的速度,超过了光速,也就是说,在现有物理学框架下,一旦进入黑洞,就是一条不归路。


实际上,爱因斯坦坚持认为黑洞这种怪物不可能存在!

在史瓦西得到“黑洞解”后,爱因斯坦认为这个解,不可能真实存在,它将会违背物理现实,直到1939年,爱因斯坦发表的论文中还专门指出恒星不可能坍缩成一个黑洞。

图示:当时还没有黑洞一词,爱因斯坦还在使用,史瓦西解这样的表达。

图示:史瓦西认为,足够大的恒星,最终将塌缩成一个奇点,而爱因斯坦则认为这种事不可能发生在现实宇宙中。因为他认为,这要求恒星塌缩的速度超光速。


现在的物理学家 ,已经解决了恒星不需要超光速塌缩就能成为黑洞的办法,这是爱因斯坦当年没想到的。


首张黑洞照片,证明广义相对论还是正确的

不管爱因斯坦本人是否相信黑洞的存在,但黑洞的许多属性都可以用他的广义相对论方程来进行计算,在人类拍摄到首张黑洞照片之前,我们见到的要么是艺术家依据科学理论想象中的黑洞,要么就是理论物理学家用电脑模拟的黑洞,电脑模拟自然只能用广义相对论作为基础。虽然,我们已经在太阳系中对广义相对论进行了精密验证,但它是否真的能用于黑洞这样的极短天体吗?

事实是,首张黑洞照片,完全符合爱因斯坦的广义相对论,看来大神还得继续供着。


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黑洞并不是爱因斯坦预言的,只不过爱因斯坦的方程中有黑洞的位置,德国科学家史瓦西利用爱因斯坦的方程计算时得出了一个解,如果大量物质聚集在空间一个点,那么就会形成强大的引力,其逃逸速度将超过光速,这就是黑洞。

这就是所谓的连光都无法逃脱黑洞控制说法由来,爱因斯坦也对黑洞这玩意的存在很苦恼。黑洞与引力波不同,后者爱因斯坦做了预言,毕竟爱因斯坦的方程是侧重对时空的解读,但黑洞则不是。

黑洞是爱因斯坦方程中的一个特殊的存在,由于连光都无法逃脱,那么美国科学家惠勒将其称为黑洞。

霍金给黑洞进行了新的定义,认为黑洞不是黑的,而是灰的,可以称之为灰洞。由此也可以看出,霍金是一个黑洞研究方面的科学家,并非爱因斯坦那样颠覆掉一个体系。

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人类科学能够进步的如此迅速,的确与许多优秀科学家们的突出贡献密切相关。比如,拥有“继伽利略之后最伟大的物理学家”之称的阿尔伯特·爱因斯坦。他曾因为光电效应相关的研究,而获得了诺贝尔奖的殊荣。但是,能量守恒、宇宙常数和相对论也同样是他的重要成就。

很多人在聊到爱因斯坦的时候,会习惯于强调他的一些预言,或许这样的话题会让很多人感到更加有趣味性。然而,很多我们以为的预言其实并不是出自他本人。比如,宇宙中最让人捉摸不透的一种天体黑洞,有不少人都认为是爱因斯坦预言了它的存在,然而,事实的真相到底是怎样的呢?


爱因斯坦预言宇宙中存在黑洞了吗?

这个问题的答案是否定的,爱因斯坦不曾预言过黑洞的存在。关于黑洞,他的贡献只在于爱因斯坦引力场方程,德国天文科学家卡尔·史瓦西才是发现这种神秘天体的人。而美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒,便是第一个将这种神秘天体命名为“黑洞”的人。

卡尔·史瓦西在对爱因斯坦引力场方程计算真空解的时候发现,当庞大量级的物质集中在空间中的一个点上,那么它周围的物质一旦进入“视界”便无法逃脱。当人类的首张黑洞照片面世的时候,同时也证明了爱因斯坦广义相对论同样适用于极端条件下。关于爱因斯坦场方程和史瓦西解,我们也可以粗略了解一下。

已知爱因斯坦场方程为:

从 R_uv-1/2*R*g_uv=κ*T_uv (Rμν-(1/2)gμνR=8GπTμν/(c*c*c*c) -gμν)

而空间物质的能量-动量(T_uv)分布=空间的弯曲状况(R_uv)方程说明解的形式:

ds^2=Adt^2+Bdr^2+Cdθ^2+Ddφ^2

当T_uv等于0,便有了施瓦西外解:


爱因斯坦的广义相对论都预言了什么?

说到预言,牛顿运动定律和牛顿万有引力定律的预言,其实是和广义相对论的预言趋于一致的。它们之间的区别,其实就主要体现在时间空间弯曲较大的时候。没错,爱因斯坦的广义相对论,的确预言了很多不曾探索或实验得出的事物,但其中并不包含黑洞。

比如,广义相对论在提出之后,那些被预言的雷达回波延迟、光频引力红移、水星近日点反常进动,以及光线引力偏折,都已经在之后的实验或天文观测中得到证实。而关于广义相对论预言的引力波,也在脉冲双星的观测中得到了有力证据。在20世纪60年代以前,由于牛顿引力理论足以解释大部分引力现象。

所以,即便广义相对论得到了大家的承认,但也并没有真的在实际研究中得以运用。而这样的情况之所以会被扭转,其实得益于3K宇宙背景辐射和中子星的发现。不管是黑洞物理和黑洞探测、中子星的形成和结构,还是引力波探测、引力辐射理论和大爆炸宇宙学等问题,都因为广义相对论而有了物理研究的重要理论基础。

让人难以琢磨的黑洞具有哪些基本的特征?

从我们目前的探索来看,在所有较大的星系中,其实都存在着超大质量的巨型黑洞,这其中也包括我们太阳系所在的银河系。奇点和事件视界是黑洞的主要构成部分,虽然我们不能直接观测到黑洞的存在,但可以通过其周围吸积盘所发出的热量和强烈辐射,从而推断出黑洞是否存在。

引力大和体积小是黑洞最典型的特征,但它并不像自己的名字一样“黑”。尽管我们目前的观测技术还无法直接捕获它的身影,但可以通过对其他事物的影响预估它的质量。而星体演变为黑洞的过程,就和中子星的诞生过程很相似。

科学家们观测到黑洞的存在,通常都是因为它们在将周围的气体聚拢之后,产生了强烈的辐射,也就是所谓的吸积过程。相信很多人都知道“密度=质量/体积”这个公式,既然黑洞的拥有极大的密度。那么,在黑洞质量不变的前提下,只有该天体的体积达到无限小才,有可能成为黑洞。

黑洞的形成方式之一,便是恒星的死亡,而根据霍金的理论中的“隧道效应”现象来说,黑洞的边界就像是一堵能量极高的势垒。不同于宇宙中其他的可见天体,黑洞的确表现得更为特殊,因为我们至今也没有观测到它的内部。

而之所以它们可以隐藏的如此好,是因为弯曲的时空。也就是广义相对论中所说的那样,引力场的作用会导致时空弯曲。即便此时的光在传播路径上,依然是任意两点之间的最短距离。并且,时空的变形在黑洞的周围特别大,所以,当我们在观察黑洞背面的星空时,也无法看到黑洞的存在。

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今天的晚上21点整,中国科学院上海天文台直播人类拍到的第一张M87黑洞照片的消息持续霸屏,天文爱好人士都对此有强烈的兴趣,都想一睹盛传已久的黑洞真容。

1915年11月,爱因斯坦在普鲁士科学院的演讲中提到了广义相对论与“引力场方程”,颠覆了人们对宇宙的认识。

1916年,德国卡尔·史瓦西在爱因斯坦的引力场方程中得到了一个真空解:如果大量物质集中一个质点,这个点周围就会形成奇异的“视界”界面,光在这个界面也不能逃脱。由于不可见,美国物理学家惠勒称之为“黑洞”。

爱因斯坦是怎样预测到宇宙中的黑洞呢?

人类对浩渺的宇宙有无尽的向往和疑惑,在长期的观察和思考中总会有新的发现和谜题。

1905年爱因斯坦在提出狭义相对论后,就着手研究将引力场与狭义相对论结合起来,于是就有了引力场由于时空的扭曲的广义相对论。

先前爱因斯坦就发现了牛顿绝对时空理论的错误:水星的近日点的运行中,百年一遇的43秒剩余误差一直没有合理解释,广义相对论的引力场方程却能完美给出阐释。引力场方程中,光线可在引力场弯曲,比牛顿计算正大一倍。后来的引力红移也证实了广义相对论的正确。

爱因斯坦推算出了物质分布关系着时空引力场方程。时空扭曲程度取决于物质的质量密度、动量密度在时空的分布,时空的曲率度反过来决定物体运动轨迹。如果时空曲率小,广义相对论与牛顿运动定律没有区别;如果时空曲率较强大,又会有较大差异。水星近日点的43秒进动差就是光线引力偏折、光谱引力红移、雷达回波延迟形成。

20世纪50年代,射电天文学刚起步,通过视界辐射物间接发现到了黑洞这种天体的存在。今天的21点整公布黑洞第一张照片,有没有跟我一样期待?

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近日发布的一张关于黑洞的照片引起了人们对它的热烈讨论,黑洞是宇宙中存在的一种质量非常大的天体,它是由质量相当大的恒星经过核聚变反应,燃料耗尽后发生引力坍塌而形成的,它是一个不能反射光线的巨大黑体,那么如此巨大的黑体存在于浩瀚的宇宙之中,科学家们又是怎样预测到它的存在的??

爱因斯坦是黑洞的预测者,卡尔·史瓦西是黑洞的发现者,霍金则是黑洞的主要探索者。爱因斯坦首先发布了相对论,然后到了1915年的12月,也就是爱因斯坦发布相对论的一个月后,卡尔·史瓦西接触了广义相对论,解出了爱因斯坦引力场方程式的解,根据此解,史瓦西得出了黑洞这一天体的存在。后来,霍金又继续对黑洞进行探索研究,提出了一系列新观点。

爱因斯坦之所以能预测到黑洞的存在,还得益于他提出的广义相对论,在广义相对论中,爱因斯坦将引力描述为时空的几何属性,认为时空的曲率与天体物质的速度,能量,辐射有直接的关系,紧接着,他就提出了引力场方程,可以说是第一个预测了黑洞存在的科学家,当然那时候还不叫黑洞,叫什么也无人知道,爱因斯坦只是怀疑有个黑色天体的存在,但他也是不十分确定它的存在的。后来直到史瓦西解出这个方程,才证明了黑洞的存在。

重申一下,爱因斯坦确实是预测到了黑洞的存在的,只是他当时不确定,而真正的黑洞发现者却是卡尔·史瓦西,霍金是黑洞的主要探索者。不论如何,他们都是为世界科学作出了巨大贡献的科学家,都值得我们尊敬!我们今天能够取得如此大的科学成果是离不开他们的。

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时空通讯全过程收看了中国科学院4月10日晚在上海天文台组织黑洞照片发布会,感觉震撼。

与预期稍有偏差的是原以为发布的是银河系中心黑洞照片,但实际上发布的是M87星系中心黑洞的照片。因为EHT系统主要是研究银河系中心那个超大质量黑洞的。

M87星系是一个巨大的椭圆星系,距离我们有5500万光年,在星系中心有一个超重质量黑洞,质量约为太阳的67亿倍,是银河系中心黑洞质量的1675倍。

黑洞是广义相对论中预言存在的一种天体,这是根据爱因斯坦引力场理论的一个必然结果。

1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,结果表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围必然会产生一种奇怪的“场”,就是在质点周围形成一个界面~“视界”,任何物质一旦进入了这个“视界”,就被吞噬无法逃逸,即使连光也无法逃脱。

后来美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒将这种“不可思议的天体”命名为黑洞,而“视界”又叫“事件视界”,为了表彰卡尔·史瓦西的贡献,这个“视界”的大小就被天文学界命名为“史瓦西半径”。

一百年来,科学界都在寻找黑洞存在的证据。

一直到1970年,美国“自由”号人造卫星发现了天鹅座X-1发出的射线源与其他天体不同,一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球轨迹特异,似乎被一个重约10个太阳的看不见天体牵扯着。经过研究,天文学家们一致认定牵扯蓝色星球的天体就是黑洞,这是人类发现的第一个黑洞。

一直以来,黑洞都无法被直接观测到,天文学界只是观测这种特殊天体对周边事物的影响,并借由物体被黑洞吸入时因高热放出Y射线和X射线等“边缘信息”,得到黑洞存在的一些信息,并根据其对周边和恒星、星际云团的影响,以及它们的运行轨迹来确定黑洞的位置和质量。

现在宇宙中已经发现了很多黑洞,几乎每一个星系中心都会有一个超大质量黑洞,黑洞已经成为我们这个宇宙普遍的存在。

黑洞是大质量恒星死亡后的尸骸,而且黑洞由于吸积太空气体和其他天体,都在不断的增大,目前已知最大的黑洞为太阳质量的660亿倍,他就是距离我们104亿光年之外的TON 618。

2019年4月10日晚9时,全球多地天文学界同步公布了M87椭圆星系中心超大质量黑洞的“真容”,这是世界上第一张真实的黑洞照片,是通过一个相当于地球直径的射电望远镜联合阵列EHT拍摄到的,世界上几百位天文学家共同努力的结果。
这次对黑洞真实状态的拍摄和研究,进一步精准的证明了爱因斯坦预言的正确性。

EHT的研究报成果,将大大丰富天文学界对黑洞的了解,对宇宙的起源和未来研究有着重要意义。

就是这样,欢迎大家共同探讨。

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最早得出黑洞存在结论的人并不是爱因斯坦,而是德国人卡尔.史瓦西。爱因斯坦的广义相对论中有一个引力场方程,该方程是用来计算时空曲率和能动量对应关系的,一言蔽之就是“物质决定时空如何弯曲,时空决定物质如何运动”

在广义相对论发表一个月后,卡尔.史瓦西开始动手解引力场方程了,但这个看似“明明白白”的引力场方程实际上有16个自变量,用人力求解是非常困难的,无奈之下史瓦西只好把引力场简化为静态引力场,如此他便得到了引力场方程的第一个严格解,也称为“史瓦西解”

史瓦西解表明如果一个天体小于史瓦西半径,那么这个天体就会发生坍缩,周围时空会因为该天体的坍缩而变成一个连光都无法逃逸的特殊区域,也就是我们现在所说的黑洞。我们太阳的史瓦西半径是3千米,而地球是9毫米。这也是太阳和地球被强行压缩成黑洞后的半径。

现代天文学家们通过分析遥远恒星的运动状态已经发现了很多由恒星坍缩而成的黑洞,爱因斯坦只是从理论上允许了黑洞这种极端天体的存在,真正的证明要考天文学家们来完成。

前不久公布的黑洞照片在宇宙层面上又一次验证了广义相对论,这不仅是爱因斯坦的又一次胜利,也是整个人类文明的胜利,爱因斯坦的名字和理论也会因此被永远铭记。

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很多人都会认为是爱因斯坦预测了黑洞的存在,其实并不是。虽然爱因斯坦的广义相对论预言了黑洞的存在,但他本人并不认为黑洞是存在的。1915年,德国的科学家史瓦西通过计算得到爱因斯坦场方程的一个真空解,通过这个解可以知道,当一个星体小于一定半径的时候,在这个半径内是会出现奇异现象,在这个半径内连光都无法逃逸,其实这种天体也不是爱因斯坦命名的,而是美国科学家惠勒把它命名为黑洞。



在1915年的时候,史瓦西通过对广义相对论的一个关于球状物质分布的解,根据此解,他发现在这个球状半径内时空弯曲的非常厉害,以至于任何物质都无法从这个球状半径中逃出去,就连光都无法从这个球状半径中逃出,所以说黑洞是“黑”的,它是无法观测,只能通过间接的方式发现其存在。


黑洞是大质量的恒星在演化到后期发生超新星爆炸形成的,一般30倍太阳质量的恒星就会演化成黑洞,而根据史瓦西半径公式得出太阳的史瓦西半径为3000米,地球的史瓦西半径是0.9厘米,通俗点说就是如果把地球压缩到0.9厘米,那么它将会成为一个黑洞。


一直以来,我们看到黑洞的图片都是科学家根据相关理论用电脑模拟出来的,直到2019年的时候,第一张黑洞照片的公布,又一次验证了爱因斯坦广义相对论的正确性。