黑洞照片的反思

黑洞照片


2019年北京时间4月10日21点整。北京时间4月10日21点整,天文学家召开全球新闻发布会,宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。这张照片来之不易,为了得到这张照片,天文学家动用了遍布全球的8个毫米/亚毫米波射电望远镜,组成了一个所谓的“事件视界望远镜”

从爱恩斯坦预测黑洞的存在开始,就有各路人不断实验、观测和计算,一定程度证实了黑洞的存在的,而且符合部分特征。为什么说只是一定程度上地证实了而已?首先,我们先来看看黑洞本身是什么。

无意中发现的黑洞

黑洞是爱恩斯坦在研究广义相对论而无意中诞生的一个概念。

1915年,爱恩斯坦希望用一个新的方式来重新描述引力,而最终发现,引力是时间、空间与物体质量结合的几何效应,而物体质量越大,对当前时空影响越大,最终产生了引力,就是大家所熟悉的蹦床模型。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。”

广义相对论——图解:引力的蹦床模型

一切都解释得很完美,此时大家都准备兴尽而归。然鹅在1916年,有一个叫史瓦西的科学家意识到不对劲,他在广义相对论上发现1个有趣的事情:物体表面的逃逸速度是跟物体半径有关,地球的逃逸速度是11.2公里/秒,若果直径越小,逃逸速度越高,而一旦地球半径缩小到9毫米,表面逃逸速度将大于光速(30万公里/秒),那一切都将无法逃出这个物体的范围内。而一旦到了这个程度,原子本身也无法承受自身质量而坍缩成一个点,这就是所谓的奇点

这个奇点有2个重要特征:奇点只是一个质量点,没有体积可言,无法测量;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)。而这个神奇的点是黑洞(1967年约翰·惠勒为这个概念起的名字)。

爱恩斯坦很生气,无法接受这个结果。他在1939年发表文章,试图证明时空无底洞是不可能存在的。因为它公然违背人类经验——世界是有限的,任何事物都可被测量。

找黑洞

面对新事物,开始就有两拨人在分头行动。

第一拨人试图从爱因斯坦的相对论预言了黑洞的存在开始,预测黑洞究竟有什么特征,哪里会存在黑洞等。从史瓦西提出了“史瓦西半径”,再到克尔发现的几种黑洞模型,再到霍金提出的“黑洞辐射”,都在一点点地在述说黑洞是什么。黑洞模型和特征有很多,由于本人才疏学浅,就不展开了。

第二拨人,则蠢蠢欲试地出发找黑洞,试图证明/伪第一拨人所提出的理论。但黑洞太遥远,而且本身是黑的,无法轻松找到,更无从谈起直接实验。有的通过观察周边行星的运动,有的通过检测引力波的存在而间接证明了黑洞。而这些证明都只是部分地证明了黑洞的特性。

而今天,全世界在目睹第一张黑洞照片后,大众有图有真相,黑洞是真实存在的。

但事实是怎么样的?

事实是科学家很理智,告诉大家,照片是证明了这个类黑洞物体,与现有的模型比较一致。但不能完全证明这个就是我们认知的黑洞,甚至有可能是超出我们概念的黑洞。

概念偏差-(原创)

启发

眼见为不为全部。诚然,观察是人类最重要的一种与世界交互的方式,迄今为止,我们的科学建立很多都基于观察能力的提升,如显微镜、原子光谱仪等都一点点地开拓我们的科学树。但,我们人类还有很多种不同的交互方式,触摸、嗅、听,都是一种重要认知方式。

慢下来,思考。不要被大众媒体时代宠坏了大脑,让大脑跑起来。每一件大众媒体宣布的事情,都要慢下来,想想他们背后的意图和意义,从而有自己的思考。


【部分证明黑洞列表】

首个被证实黑洞-天鹅座X-1

引力波的发现

黑洞的证据在银河系中心发现!

【其他】

如何评价第一张黑洞照片

关于黑洞的27件事

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