7. 发现黑洞存在
如果得知基本黑洞理论早在1783年便被首次提出的话,那些认为黑洞属于未来派或者现代派想法的人可能会大为惊讶的。当时,地质学家约翰·米契尔在写给皇家学会的一封信中提到了黑洞。他指出,如果一颗恒星拥有足够大的质量,一个从无限高度向它坠落的天体将获得更大的表面速度——甚至超过光速,从类似这样一个天体发生的所有光线都会因自身引力原路返回。
然而,在整个19世纪,存在黑洞一度被视为一个太过荒谬而可笑的想法,原因在于:物理学家认为光是一种以“以太”为媒质的波,可以被假定为无质量,因此对引力具有“免疫性”。直到1915年爱因斯坦提出著名的广义相对论,科学家才不得不严肃对待黑洞理论。根据爱因斯坦相对论的一个重要预测,光线会因引力影响发生弯曲。此后,阿瑟·埃丁顿对日食时的恒星位置进行了测量。测量结果显示,它们发出的光线因为太阳引力发生弯曲,但受当时使用的设备限制,观察到的弯曲效应幅度太小,因此并不可靠——有关黑洞存在的理论是后来正式得到公认的。
相对论确立后,黑洞便成为一个严肃的课题,苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡等理论学家都详细阐明过它们的特性。在此之后,天文学家便开始寻找黑洞踪影。越来越多的证据证明,黑洞与宇宙中很多星系(包括银河系在内)中央的天体具有相似性,它们是产生高能宇宙射线的最大天体。然而,争论并没有完全停止。2007年公布的一个有争议的计算结果显示,在恒星塌陷成黑洞过程中,大量物体被抛出“母体”,由于质量减少,它们不可能形成真正的黑洞。