我们从未见过黑洞，真能了解它们吗？
## 我们从未见过黑洞——那么我们真的能了解它们到底是什么吗？
我们已察觉它们的存在，追踪过它们的碰撞，也拍摄到它们的影子。
但究竟能否真正了解黑洞的本质？
图片来源：solarseven盖蒂图片社
黑洞是天体物理学中最奇特的概念。
但它们真的存在吗？
早在18世纪，自然哲学家约翰米歇尔就提出，可能存在质量极大的恒星，其引力会使光减速直至停止。
但目前关于黑洞的概念源于卡尔史瓦西1915年对爱因斯坦广义相对论方程的解。
史瓦西研究了一个均匀、不旋转的球体，以使那些出了名的复杂方程更易于处理。
他的解决方案表明，一个密度足够大的物体可以极大地扭曲时空，以至于连光都无法逃脱。
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科学照片库马克加尔尼克盖蒂图片社
后来，天体物理学家意识到，在一种自然物理情境下，这种情况是可能发生的，即一颗大质量恒星在其生命末期，在极其强大的引力场作用下坍缩，没有任何物理力能够抵抗这种引力。
最终结果将是一个奇点——空间中一个没有维度的点，其引力场强度趋于无限大。
1964年，在一次美国科学促进会会议上，这个假想的天体被命名为黑洞。
虽然该术语常被认为是由物理学家约翰惠勒创造的，他确实对其进行了推广，但我们并不知道是谁最先创造了这个术语。
同年，天文学家发现了X射线源天鹅座X1，到20世纪70年代初，它被广泛认为是一个黑洞，因为对于具有那样质量的天体来说，它实在是太小了。
天鹅座X1，人类确认的首个黑洞，由钱德拉X射线天文台拍摄。
图片来源：美国国家航空航天局钱德拉X射线中心史密松天体物理台
从那以后，我们进行了更直接的观测，主要是通过引力波和附近恒星的行为来进行的。
虽然我们银河系中可能含有100万个黑洞，但只发现了几百个。
鉴于这些观测结果，声称我们从未见过黑洞似乎很奇怪。
但我们真正能说的只是，我们探测到了表现得像黑洞的天体。
若其核心没有奇点，那就称不上真正的黑洞——而这种引力极端状态会突破当前物理学的界限。
当一种理论预测出这样的结果时，实事求是的评估是我们并不清楚实际发生了什么。
有史以来第一张黑洞图像展示的并非黑洞本身，而是光线在其周围的弯曲。
图片来源：事件视界望远镜（EHT）合作组织
我们究竟会如何研究黑洞
要更进一步，我们需要窥探黑洞内部。
在看到一本杂志文章的预告后，说我们终于即将发现黑洞内部隐藏着什么，我感到很兴奋。
我原以为得把我的文章撕掉重写了。
但仔细研究后发现，这是一个甚至在物理层面上都可能无法实现的假设性实验。
首先，我们必须飞往一个黑洞——已知最近的一个黑洞距离我们有1560光年。
作为参考，我们飞得最远的探测器旅行者1号在大约49年的时间里飞行了0.0027光年。
然后，我们会用超高灵敏度的探测器将黑洞包围起来，以精确获知黑洞在每一时刻所发射出的霍金辐射中每个光子的量子态（而量子物理表明这几乎是不可能实现的）。
最后，有了这些信息，我们就能确切弄清楚黑洞到底是什么了。
实际上，我们只能说存在一些类似黑洞的神奇天体，但我们永远无法确切知晓它们内部发生着什么。
诚然，每次都详细解释不如直接说黑洞来得方便。
但事实就是如此。
相关知识（天文术语）
黑洞是宇宙中引力极强的天体。
它的引力大到连光都无法逃脱。
其形成源于大质量恒星坍缩。
当恒星内核燃料耗尽，在自身引力作用下急剧收缩，最终形成体积无限小、密度无限大的奇点，周围形成事件视界，这便是黑洞。
BY: Brian Clegg
FY: AI
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