中國出版史上的著名刊物，每壹段都是當時的中科院院士寫的。拿到這本書後，我的第壹本書是天文學，於是在那個安靜而溫暖的夏天，我第壹次遇見了黑洞這個名字。
黑洞是現代廣義相對論中的天體。時空中的重力加速度如此之強，以至於在視界中的逃逸速度大於光速。它是壹個沒有粒子或電磁輻射(包括光)可以逃脫的區域或天體。
早在1784 11年，時任劍橋大學校長的約翰·米歇爾就給物理學家卡文迪許寫了壹封信，信中他提出存在壹個巨大的天體，它連光都無法逃脫，但卻用暗星這個詞來描述。
20世紀初，物理學家用引力坍縮這個詞來描述黑洞。美國物理學家羅伯特·亨利·迪克將這個天體與1960年代壹個臭名昭著的監獄相比較，這個監獄被稱為加爾各答黑洞，黑洞壹詞正式發布。
後來《生活》雜誌和《科學新聞》雜誌在1963的出版物中使用了“黑洞”壹詞。這個術語的真正發展，是壹個學生在物理學家約翰·惠勒1967+02的壹次講座中，再次提出了“黑洞”這個術語。惠勒覺得“黑洞”這個術語很簡潔，有廣告價值，就采用了，成為壹個術語，使得“黑洞”這個術語很迅速。所以有人誤以為是為了提出黑洞這個名字。
事實上，每壹個黑暗的黑洞都曾經在宇宙中發出耀眼的光芒，都曾經以巨大的活力展示其生命的光輝和燦爛。我們知道大多數恒星都有大量的氫原子，核聚變將氫原子變成氦原子，釋放出巨大的能量。
正是這種能量以熱壓輻射的形式存在，來對抗巨大的引力。這兩種力之間正好有壹個平衡，支撐著恒星不至於坍縮。所以，只要核心繼續核聚變，恒星就能保持足夠的穩定性。
當核心燃料耗盡，恒星壽命結束時，恒星內部壓力會因冷卻而下降，在引力作用下導致坍縮。對於那些質量比太陽大得多的恒星來說，核心中的熱能和壓力可以使它們合成更重的元素，最終它們可能會合成鐵原子。
然而，值得註意的是，產生鐵原子的過程不會產生任何能量。當鐵核在大質量恒星中心積累到壹定程度時，輻射能和引力的平衡就崩潰了，鐵殼就塌了。恒星在千分之幾秒內自爆，以1/10的速度運動。這個過程就是恒星的死亡過程，也就是超新星爆炸。
超新星爆發後，引力坍縮形成了壹個接近史瓦西半徑的球體，史瓦西半徑是任何有質量的物質都存在的壹個臨界半徑的本征值。
1916年，德國物理學家史瓦西利用愛因斯坦的廣義相對論得出結論。這個理論壹直到1971才得到證實。當壹個物體的實際半徑小於史瓦西半徑時，它就變成了黑洞。太陽的史瓦西半徑大約是3000米，我們地球的史瓦西半徑只有9毫米。換句話說，如果妳能把地球壓縮成，似乎有點跑題。那麽，就在剛才，引力坍縮形成壹個接近史瓦西半徑的球體後，原子核的排列還在，原子的結構沒有被破壞，只是電子被擠到了原子核裏，質子和電子被擠在壹起變成了中子，然後整個坍縮的結構停止了這種狀態，也就是中子型。
這時，如果中子星的質量超過太陽質量的3~4倍，即《奧本海默》·沃爾科夫極限，中子星將在引力作用下繼續坍縮。當它縮小到史瓦西半徑之內時，原子的結構將被完全破壞。此時，沒有任何力量可以與眼力抗衡，所有物質都會瘋狂地向中心點移動，最終形成壹個無限小、密度無限的天體黑洞。
引力坍縮並不是唯壹可以形成黑洞的過程。理論上講，在足夠密度的高能碰撞中可以形成黑洞，但黑洞的質量必須有壹個下限。理論上預計邊界應該在普朗克質量附近，但量子引力的發展表明普朗克質量可能很低，這可能導致微型黑洞在宇宙射線撞擊大氣層時的高能碰撞中產生，也可能在CERN(世界上最大的粒子物理實驗室)的大型強子對撞機中產生。
盡管世界上最大的粒子物理實驗室歐洲粒子物理研究所(CERN)擁有世界上最大的、能量最高的粒子加速器LHC，它的中文名字是歐洲大型強子對撞機，但就在2065438+2009年8月初，CERN宣布LHC下壹代高亮度大型強子對撞機項目的升級工作已經啟動。預計從2026年開始正式投入運營，設備預算為9.55億瑞士法郎折合人民幣約67億元。即使LHC升級了，
說起剛才碰撞產生的微型黑洞，很多人擔心地球撞上黑洞就沒了。不完全是。即使能形成壹個微型黑洞，科學家預測它會在10-25秒左右蒸發，對地球不會構成任何威脅。如果妳在看這個黑洞，妳看到的是它的視界。正如廣義相對論所預言的，質量的存在是壹種時空變形，使得粒子的路徑向具有彎曲質量的黑洞的事件視界移動。這種變形如此強烈，以至於沒有壹條路徑遠離黑洞，任何東西都想通過這個事件逃脫。速度。
愛因斯坦的相對論指出，在任何慣性坐標系中，物質的速度都不可能超過真空中的光速，所以不可能。也就是說，包括光在內的壹切都無法從活動視界到達外部，所以妳看到的只是壹個不反射任何光的黑暗球體，也就是黑洞的黑色部分。而任何低於史瓦西半徑的天體物質，即所有進入事件視界的物質，都坍縮為壹個質量無限大、密度無限大、面積無限小的點，即引力奇點。
在奇點處，我們目前所知道的空間、時間和物理定律都不再適用。根據廣義相對論的描述，起點是壹個時空速率變化的無限區域，就像壹個饑餓永遠吞噬壹切的洞，這就是黑暗部分。
科學家是怎麽發現黑洞看不見的？
雖然在黑洞的活動視界中我們什麽都看不到，但是科學家通過對黑洞周圍現象的觀察和研究，發現黑洞周圍有氣體和塵埃形成的粒子。這些粒子以大約1/10的速度圍繞黑洞高速旋轉。這樣的高速運動會導致輻射的持續爆發，產生超高亮度，這就是所謂的吸積盤。離黑洞的視界越近，速度就越快，黑洞必須
因此，在最大最亮的吸積盤中心存在壹個超大質量黑洞。這個超大質量黑洞存在於幾乎每壹個超大質量星系的中心區域，比如我們的銀河系。2008年，德國天文學家證實，銀河系中心距離地球26000光年的人馬座A是壹個超大質量的推。
此外，黑洞不會像吸塵器壹樣將周圍的物質全部吸入視界。當物質接近黑洞邊緣時，物質周圍的時空被扭曲成無限曲率，這意味著物質所在的範圍也變成了視界，相當於黑洞視界的膨脹，吞噬了物質。
舉個例子，如果我們把太陽換成壹個同樣質量的黑洞，按照史瓦西半徑，黑洞的直徑大約是6000米，但此時太陽系的行星不會被太陽吸進去，仍然會圍繞太陽的黑洞旋轉。當然人類會凍死。
20世紀60年代，為了準備登月，美國發射了壹系列探空火箭進行觀測。在1964的壹次火箭彈道飛行中，發現了壹個奇怪的天體，發現它是從地球上觀測到的最強X射線源之壹。那是天鵝座X-1，天鵝座X-1距離地球約6070光年，質量約6070光年。
之所以稱之為候選星，是因為目前很難觀測到黑洞，無法完全驗證黑洞的所有特征，無法滿足專業天體物理的數據要求。所以天文數據庫裏沒有黑洞，嚴格來說只有黑洞的候選體，但為了方便，我們現在默認稱之為黑洞，後來確定天鵝座X-1是黑洞，也是人類發現的第壹個黑洞。