人類認識黑洞的歷史：愛因斯坦很討厭它
北京時間4月10日，國際標準時間星期三下午1點（北京時間星期三晚上9點），中國、美國、比利時、丹麥、智利、日本和中國臺灣地區科學家將同時舉行新聞發佈會，以展示期待已久的事件視界望遠鏡的觀察結果。
人們期望事件視界望遠鏡能為黑洞拍下第一張照片。
事件視界望遠鏡是由分佈在四大洲的10個射電望遠鏡組成的一個巨大網絡，它們協同運行，作為一臺儀器對位於銀河系中心的一個黑洞進行觀察。
科學家聲稱，事件視界望遠鏡對深空天體的觀察能力，相當於在紐約能數清洛杉磯的一個高爾夫球表面的凹痕。
為黑洞拍照將意味著天體物理學的一次重大突破，標誌著一個世紀以來人類對黑洞理論的研究和觀測工作達到一個高潮。
甚至在一、兩代人之前，科學家也不完全確定黑洞的存在，因為雖然從數學上說它似乎是存在的，但人類從未直接觀測到過它。
很少有人比幫助確立黑洞存在的這個人更討厭黑洞：他就是阿爾伯特·愛因斯坦。
他在1915年發表的廣義相對論，闡述了物質是如何引起空間和時間（時空）彎曲的——就像把一個保齡球放在彈簧墊上、彈簧墊表面會向下凹陷那樣。引力是宇宙幾何形狀變形產生的效應。
物理學家這樣表述廣義相對論：“物質引起時間和空間彎曲，空間和時間引起物質運動。”
就在愛因斯坦廣義相對論方程發表數個月後，德國科學家卡爾?施瓦茲希爾德（Karl Schwarzschild）修訂了愛因斯坦的方程，並得出了一個令人不安的結論。
他發現，如果一個物體密度足夠大，它最終將在時空中形成一個被稱作奇點的“無底洞”。
到1960年代，奇點被稱作黑洞，是非常強大的引力陷阱，任何物體一旦進入，就再也無法返回了。黑洞的引力場非常強大，即使是光也不能逃離事件視界（是一種時空曲隔界線，可以理解為是黑洞的邊界）。
愛因斯坦認為奇點的概念很荒謬，專門進行研究來批駁這一概念，但隨著時間推移，越來越多的研究人員發現了更多線索：施瓦茲希爾德古怪的想法可能是符合實際的。
專門研究恆星演化的天體物理學家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)解釋說，一些恆星在“壽命結束”後會坍塌。
之後，物理學家羅伯特·奧本海默（J. Robert Oppenheimer）和哈特蘭?斯奈德（Hartland Snyder）闡述了恆星坍塌的持續過程，最後會形成施瓦茲希爾德所說的奇點。
但是，由坍塌的恆星形成的恆星質量黑洞並不是宇宙中唯一的黑洞類型。
在1960年代和1970年代，科學家們提出，他們稱之為類星體的一些神秘的明亮天體，實際上可能是由過熱旋流物質組成的雲，它們分佈在質量是太陽數十萬倍的黑洞周圍。
隨著這些超大質量黑洞吸收氣體和星塵，根據黑洞理論，事件視界之外的物質運動會加速，其中一部分被拋回到星系中。
除這些超熱氣體流外，這一過程還會輻射X射線和無線電波。所有這些活動都使黑洞成為宇宙中最明亮的天體，掩蓋了它們中心區域的黑暗。
1974年，位於美國西弗吉尼亞州的格林班克射電望遠鏡的研究人員，捕獲了來自銀河系中心強大的無線電信號。這是人馬座A *黑洞存在的第一個觀測證據。整個銀河系都圍繞這一黑洞旋轉。
目前，天體物理學家認為，所有大星系的中心都“潛伏”著超大質量黑洞。有關這一理論的一個最大的未解之謎是“先有雞還是先有蛋”：先有黑洞還是先有星系？
黑洞並不是人類應該擔心的諸多天體之一。它們不會伺機吞噬美麗的行星，更不是宇宙真空吸塵器。不過，我還是不想跨過事件視界，那樣我就完了。
麻省理工學院退休物理學教授雷納·韋斯（Rainer Weiss）因探測黑洞碰撞產生的引力波而獲得諾貝爾獎。他解釋說：“最終，黑洞會撕裂人體；再往黑洞中心運動，它會摧毀每一個分子；到更靠近黑洞中心的區域，它會摧毀所有的原子核。”
最終“人體”會達到奇點。根據物理方程的描述，奇點的時空曲率變得無限大，所有已知的物理定律都不再適用。
韋斯說：“當時，沒有人知道該如何解釋奇點。”
他指出，要理解奇點，“人們需要掌握量子引力理論，而我們尚未建立起成熟的量子引力理論”。
科普作家經常將黑洞描述為怪異的天體，但實際上它們並不怪。事實上，進入黑洞的物質都被剝奪了除質量、電荷和旋轉之外的所有特性。隨著接近黑洞中心的“奇點”，質子、中子、電子、大金屬原子，進入的一切物質都變得沒有什麼差別。
物理學家約翰·惠勒（John Wheeler）宣稱黑洞“沒有頭髮”，這裡指的是黑洞沒有髮型，沒有任何個性化和引人注目的特性。
物理學家布萊恩·格林（Brian Greene）在他的《優雅的宇宙》一書中指出，黑洞的這一特性使它與亞原子粒子不可思議地相似，這催生了“奇怪的猜測，即黑洞可能是巨大的基本粒子”。
至於什麼是奇點，沒有人真正知道。我們可能無法用空間座標來描述它，而且奇點也不存在時間。從某種意義上說，奇點什麼也沒有，沒有任何活動發生。
紐約Flatiron研究所計算天體物理中心的天體物理學家奇亞拉·曼加萊利（Chiara Mingarelli）表示：“什麼是黑洞？這是當下科學界的重大未解之謎之一。什麼是奇點？在數學上我們把它定義為時空的無限曲率。但這不可能是真的。”
她的意思是，數學可能與奇點的實際情況不符，“從數學上說，這是我們能給出的最好的解釋，但如果我們能看到黑洞的中心——奇點，它可能會是某種物質”。
著名的LIGO實驗，已成功地捕獲黑洞融合的信號。在第一次探測到引力波時，估計兩個黑洞的質量各約相當於30個太陽。當它們融合時，大約相當於三個太陽質量的能量以引力波的形式輻射到整個宇宙中。
事件地平線望遠鏡觀察了兩個超大質量黑洞：人馬座A *和M87。M87是室女座星系團中一個巨大的橢圓星系。雖然銀河系的中心黑洞質量相當於430萬個太陽，但M87中的黑洞的質量可能相當於高達60億個太陽。M87以噴射在星際空間中綿延大約5000光年的粒子流而聞名。
因此，星期三科學家可能公佈銀河系或M87，或同時公佈兩者中的超大質量黑洞照片。照片可能顯示黑洞的輪廓或陰影。
天體物理學家期望黑洞照片能提供有關愛因斯坦廣義相對論的信息。照片可以顯示黑洞如何扭曲它周圍的空間，其中包括引力透鏡效應。
耶魯大學天體物理學家普里亞姆瓦達?那塔拉印（Priyamvada Natarajan）說：“形象地說明引力透鏡效應，就是人能夠看到頭後邊的物體。我們建立了有關黑洞，特別是事件視界的模型和理論，並進行了一些模擬，以對黑洞進行觀察，拍下黑洞照片將是令人難以置信的，這是對我們科學研究的一種證明。”
換句話說：理論是偉大的，但眼見為實。
https://tech2.org/a-brief-history-of-black-holes-while-we-await-the-great-revelation-of-the-horizon-event-telescope/
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