明星物理学家、英国流行乐队键盘手、BBC "名胜系列"记载片主合手东说念主……

跨界选手布莱恩 · 考克斯，此次又准备合股给各人科普黑洞了。

图源：BBC 2021 年记载片

在他的《BLACK HOLES》（中译本《黑洞》）一书中，一个 200 多年前的问题再次受到眷注：

天地中是否存在这么一种天体，其引力大到连光齐无法逃走？

跟着科技发展，现代科学家们越来越倾向于服气回答，并最终服气了黑洞这一想法。

以致在 2019 年 4 月 10 日，科学家们拍出了东说念主类历史上第一张黑洞相片，位于 M87 星系中心；3 年后，另一张荫藏在星河系中心的超大质地黑洞（东说念主马座 A 星）的相片也被公布了。

黑洞，这个不断招引爱因斯坦、惠勒，霍金等一众顶尖物理学家的神秘事物，正在缓缓揭开面纱。

在这么的时刻，自带专科和科普达东说念主属性的考克斯等东说念主通过《BLACK HOLES》，为咱们平庸东说念主灵通了一扇了解黑洞的窗口，其汉文译本更是被「中国国度地舆 · 文籍」引进。

黑洞是如何形成的？它的里面是什么？它为什么会"吸走一切"？会有东西从黑洞里逃出来吗？我如果掉进了黑洞会发生什么……

话未几说，量子位带各人先睹为快。

黑洞：相识天地的"罗塞塔石碑"

当今咱们知说念，黑洞位于那些质地最大的恒星曾经精明的所在。它们是在引力的作用下，由大批的物资坍缩到一个饱胀小的空间而当然形成的。

对于黑洞，科幻演义《三体》中曾有这么一段描摹：

2339 年，掩体编年第 1 年：环日加快器产生的小型黑洞被注入到木卫十三里面，半径八千米的木卫十三变成了视界半径二十一纳米的小型黑洞。

跟着黑洞被越来越多地说起，东说念主类对黑洞 200 多年的探索也曝光了。

约翰 · 米歇尔（18 世纪英国当然玄学家），是历史上第一个强项到一个缜密天体密度不错大到连光齐无法逃遁的东说念主。他在给一又友的一封信中提到：

如果太阳松懈到只须 3 公里的大小，那么连光齐会跑不出来。

那时他使用暗星（dark star）这个词来描摹这一事物。

图源：Alchetron

自后，法国数学家拉普拉斯在商讨牛顿力学时，发现任何天体齐有逃遁速率，即想要逃离这个天体的最低速率。

在他的著述《天地系统论》中，拉普拉斯提到：

存在一种天体，是名义的逃遁速率大于光速的天体。任何通顺物体如果小于此速率，最多只可绕星体旋转而不行到辽远去，如果名义逃遁速率大于光速，那么明朗就不行传到辽远去，辽远得不到它的明朗，它就成了十足黯澹的天体。

这和约翰 · 米歇尔的想法相似，他们以为正如一个进取抛出的球受到地球引力的作用而减慢并被拉回大地，相似也不错设想存在着一些物体，它们的引力如斯浓烈，以致不错拿获光。

不外当拉普拉斯自后得知托马斯 · 杨通过实考据明了光是一种波时，他在竹素重版时删去了关联章节。

直到 20 世纪初，科学家们发现光既是波，亦然粒子。也即是说，光会受到引力的影响。

于是乎，以 1915 年爱因斯坦发表广义相对论为伊始，对黑洞的现代商讨启动了。

他提倡的广义相对论和驰名的场方程，有劲阐发了引力是时空周折变成的。

在本书作家看来，黑洞位于探索引力与空间和时间联系的舞台中心，因为它们是可被不雅测到的、引力最极点的居品。

自后，科学家史瓦西在爱因斯坦的基础上进一步商讨，并找到了驰名的史瓦西解，预言了黑洞可能存在。

不外直到 20 世纪 60 年代，有很多物理学家仍然信托，即使黑洞是广义相对论在数学上推导出的一个特征，然则当然界一定会找到某种顺次幸免其形成。

以致爱因斯坦本东说念主在 1939 年也写了一篇论文，其论断是黑洞"不存在于物理试验中"。

包括和他同期代的稀奇东说念主物亚瑟 · 埃丁顿，也愈加简略地抒发了不雅点：

应该有一条当然规矩来把稳恒星以这种荒诞的式样存在。

关联词，事实却就怕相背，黑洞确实存在。

上述反对并莫得收敛自后的商讨。那时科学家们发现，恒星亦然有寿命的，一朝豪侈燃料就会收缩，终末的结局可能是白矮星、中子、黑洞。

后经钱德拉塞卡、奥本海默以及沃尔科夫的勤勉，最终阐发了大质地的恒星能够坍缩到少许，这个点被称为"奇点"。

奇点是一个体积无尽小、密度无尽大、引力无尽大、时空曲率无尽大的点，其存在常被用来手脚广义相对论失效的阐发。

不外，上述商讨程度曾一度受到二战影响而中止，战后则由新一代学者惠勒培养的继任者们接过了商讨大旗。

趁机一提，恰是由于惠勒在 1967 年的一次演讲中使用了"黑洞"一词，"黑洞"才实在流传开来。

那时科学家们发现，不管黑洞如何形成，系数的信息齐会被简化成三个数字：即黑洞的质地、自转和电荷，惠勒将这个定理称为"无毛定理"。

再到自后，干涉 20 世纪 70 年代后，表面学家一经渊博继承了黑洞的存在。（尽管天文体家尚未不雅测到它们）

而仍然对黑洞感酷爱酷爱的一小部分东说念主 ，启动将注重力转向了它们所带来的想法挑战。

1974 年，霍金在《当然》杂志上发表了一篇名为《黑洞爆炸？》的论文。他愚弄量子表面，商讨了在黑洞隔壁的物资的行为，叹息地发现黑洞具有温度。换言之，黑洞也能产生放射，这即是驰名的"霍金放射"。

……

总之，从爱因斯坦到霍金再到现代，黑洞这 200 多年来一直在招引科学家们不断探索。

当今咱们一经昭彰，对于比太阳质地大几倍的恒星来说，黑洞是它们生命演化中自关联词然且不可幸免的一个阶段。

而在咱们的星河系中有千百万颗这么的恒星，因此也将存在千百万个黑洞。

在《黑洞》一书作家考克斯看来：

从这个角度来看，黑洞是天地的罗塞塔石碑，让咱们能够将不雅测恶果窜改为一种新的语言，让咱们一睹最深入的感性和最灿烂的好意思。

PS. 罗塞塔石碑是一块制作于公元前 196 年的石碑，上头用希腊文、古埃及文和民主政体铭文三种笔墨记录了兼并本色，在天文体中指代用于破译天地的关节事物。

One More Thing

对于本书作家之一布莱恩 · 考克斯，终末值得说说念说说念。

此东说念主算是把跨界玩昭彰了。

他最广为东说念主知的身份，当属主合手 BBC 记载片"名胜系列"，包括《太阳的名胜》、《天地的名胜》、《生命的名胜》。

由于语言格调充满诗性和玄学色调，他的科普广受醉心。

就连"天下当然记载片之父"大卫 · 爱登堡曾经暗示，"如果我有一盏火把，我会交给布莱恩 · 考克斯"。

不外节目主合手仅仅他的副业之一，明面上其主要身份照旧粒子物理学家、曼彻斯特大学表面物理学考验，英国皇家学会商讨员，大英帝国勋章赢得者……

况且一边教书的同期，一边还不忘探索前沿时刻。刻下他还在欧洲粒子物理实验室 ( CERN ) 里商讨大型强子对撞机。

总之从学术鸿沟来看，他被誉为霍金之后，英国最具影响力的物理学家。

而在更早之前（约 20 世纪 90 年代），他以致照旧英国流行乐队 D：Ream 的键盘手。

或者恰是由于这么的布景，其《黑洞》一书也将看起来复杂、难懂的物理常识窜改成了更具可读性的科普读物。

以"黑洞"为透镜，以平庸东说念主也能懂的式样讨论黑洞的科学旨趣和天地学意念念，波及广义相对论、量子力学、热力学以及它们与黑洞的联系。

同期这本书的汉文译者，亦然物理学方面的专科东说念主士。

耿率博，波兰国度核商讨中心天体物理博士在读，商讨想法为引力波与强引力透镜效应在天地学商讨的应用。

张建东，北京大学表面物理学博士，现任中山大学物理与天文体院副考验，主要商讨想法为引力表面和引力波物理。

终末还有尹倩青，理学博士，从事粒子天体物理和空间天文商讨，刻下主要酷爱酷爱是基于眇小卫星平台的空间 x 射线天文不雅测。曾为《中国国度天文》《中国大百科全书》等撰文，互助或寥寂翻译过多部科普书，包括《第一鼓励丛书 · 天地系列：荒诞的天地》《物理之书》《湿婆之舞：赶赴地球偏远之地，寻访物理学的角落》等。

Okk，对黑洞关联表面感酷爱酷爱的小伙伴们，不错读起来了～

—  完  —

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