黑洞是一个洞还是一个像星球一样的天体?

现代天文学里很多名词的意思和字面意思完全不一样,最典型的就是“光年”和“黑洞”


前者虽然带了个“年”字,但它实际上是一个距离单位,表示光在真空中飞行一年所经过的距离,后者虽然带了一个“洞”字,但它实际上是一个和地球太阳等天体类似的球状天体,只不过因为引力太大使得光无法逃逸,因而在可见光波段变得不可见了。

尽管早在经典物理学时期就有物理学家提出了“逃逸速度大于光速的天体”,但直到爱因斯坦广义相对论构建完毕,黑洞才有了坚实的理论依据支撑。


1915年德国天文学家卡尔.史瓦西在一战前线获悉爱因斯坦广义相对论,而后在短时间内就解出了复杂的引力场方程,从而获得了人类第一个黑洞“模型”,也就是后来的“史瓦西黑洞”,再后来恒星演化模型的建立让物理学家明白了“黑洞来源于大质量恒星坍塌”


如果一颗晚年恒星的核心质量大于2.44倍太阳质量,那么巨大的引力就会让这个核心发生向心坍塌,原子中子以及夸克都会在坍塌过程中被压碎,而后形成的天体就是一个“逃逸速度大于光速”的黑洞。

目前为止最“逼真”的黑洞还是科幻电影《星际穿越》中的卡冈图雅,但那个黑洞其实是一个“温和”的老年黑洞,这也是为什么主角得以进入其中而不是远远就被撕碎的原因,真实拍摄的5500万光年外M87黑洞经过处理后大致就是卡冈图雅的样子。

我们的太阳在50亿年后会先膨胀成红巨星,而后在坍塌成一颗白矮星,足够长时间过后白矮星还会冷却成黑矮星