黑洞这术语是不久以前才出现
。它是1969年美国科学家约翰·惠勒为形象描述至少可回溯到200年前
这个思想时所杜撰
名字。那时候,共有两种光理论:
种是牛顿赞成
光
微粒说;另
种是光
波动说。
们现在知道,实际上这两者都是正确
。由于量子力学
波粒二象性,光既可认为是波,也可认为是粒子。在光
波动说中,不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成
,人们可以预料,它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力
影响。起先人们以为,光粒子无限快地运动,所以引力不可能使之慢下来,但是罗麦关于光速度有限
发现表明引力对之可有重要效应。
1783年,剑桥学监约翰·米歇尔在这个假定
基础上,在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表
篇文章。他指出,
个质量足够大并足够紧致
恒星会有如此强大
引力场,以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出
光,还没到达远处即会被恒星
引力吸引回来。米歇尔暗示,可能存在大量这样
恒星,虽然会由于从它们那里发出
光不会到达
们这儿而使
们不能看到它们,但
们仍然可以感到它们
引力
吸引作用。这正是
们现在称为黑洞
物体。它是名符其实
——在空间中
黑
空洞。几年之后,法国科学家拉普拉斯侯爵显然独自提出和米歇尔类似
观念。非常有趣
是,拉普拉斯只将此观点纳入他
《世界系统》
书
第
版和第二版中,而在以后
版本中将其删去,可能他认为这是
个愚蠢
观念。(此外,光
微粒说在19世纪变得不时髦
;似乎
切都可以以波动理论来解释,而按照波动理论,不清楚光究竟是否受到引力
影响。)
事实上,因为光速是固定,所以,在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理实在很不协调。(从地面发射上天
炮弹由于引力而减速,最后停止上升并折回地面;然而,
个光子必须以不变
速度继续向上,那
牛顿引力对于光如何发生影响呢?)直到1915年爱因斯坦提出广义相对论之前,
直没有关于引力如何影响光
协调
理论。甚至又过
很长时间,这个理论对大质量恒星
含意才被理解。
为理解黑洞是如何形成
,
们首先需要理解
个恒星
生命周期。起初,大量
气体(大部分为氢)受自身
引力吸引,而开始向自身坍缩而形成恒星。当它收缩时,气体原子相互越来越频繁地以越来越大
速度碰撞——气体
温度上升。最后,气体变
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