黑洞科普（一）：黑洞的历史

（以下为作者找的资料和一些笔记的总结）

有关黑洞最早的记载，是200多年前法国物理学家、数学家拉普拉斯对于“环绕速度”（第一宇宙速度)以及万有引力定律的突发奇想，即:

如果一个天体的“环绕速度”超过光速，那么是不是意味着连光也无法从这个天体上跑出来了？那么这个天体不就变成全黑吗？

于是他就动手算了算，如果太阳的半价缩小为只有3公里，也就是说体积缩小万万亿倍，太阳就会成为一颗不发光的恒星。

只不过他只是随便想想，后来了解到光是一种波，不是一颗颗有质量的微粒组成时，就更觉得自己是胡思乱想了。

时间过去100年，1915年，爱因斯坦提出万有引力只是时空扭曲的一种表现形式，牛顿万有引力的公式是对时空扭曲本质的一个近似公式。如果太阳的半径缩小到3公里，那么万有引力公式就不适用了。要真正搞清楚时间，空间，运动，引力，就需要用到爱因斯坦场方程。也就在爱因斯坦场方程式发表后，一位名叫史瓦西的德国炮兵，就本能迷上了它，并开始计算。之后，史瓦西花了很长的时间，找到了爱因斯坦场方程的一个特殊解。

也就是:如果太阳半价被压缩到3公里那么大，那么太阳中心点的时空会被弯曲到无限大。就像是时间和空间打了一个结一样，没有任何东西能从它表面逃脱，即便是光。

不过和拉普拉斯通过万有引力公式推倒不同的是，并不是光速因为小于环绕速度，而是这时候已经不存在“环绕速度”的概念了。而是因为，这个时候的时空已经被弯曲成一个无穷深的洞，光进去以后就没法找到出口（很像一个环），或者是没有出口。于是后来的科学家把这种天体称为“黑洞”。

从上面的比喻可以看出，“黑洞”并不是一个黑漆漆的洞，而是一个有质量的天体。

不过，“黑洞”这种特殊的天体在最开始被提出来的时候，存在着很大的争论，几乎没人相信这种天体的存在。

直到霍金和其他科学家提出，宇宙中出现这种天体不可避免，以及相对论被一次次的实验证明后人们才逐渐认识的这种天体可能存在。

于是天文学家就开始寻找证据，上世纪五十年代，有一些天文学家对过去一直搞不明白的一种奇怪天体提出猜测，这个天体大约距离地球6000万光年，并发出强烈的x光（黑洞吸积盘处空气摩擦产生的），但这仅仅是间接证明“黑洞”存在。

直到2015年9月14日，“黑洞”最直接存在的证据才被发现。这份“黑洞”存在的发现是由美国汉福德区和路易斯安那州利文斯顿的两台引力波设备同时探测到的一个引力波信号。这个信号经过八个月的分析论证，在2016年6月16日清晨，美国才向全世界发布，这不到两秒的引力波信号，就是两个黑洞合并时产生的引力波信号。这个信号在宇宙中穿行13亿年，抵达地球，恰巧被人类捕捉到。