人類所知道的宇宙黑洞有多少個？誰有好的關(guān)于宇宙知識的論壇介紹給我嗎？

【專家解說】：　　1967年，美國物理學(xué)家約翰·惠勒提出了黑洞這個專有名詞。1783年，一位名叫約翰·米歇爾的英國劍橋人，他寫了一篇有關(guān)的論文。他引用牛頓的萬有引力理論說，假設(shè)我們在地球表面上向上發(fā)射一顆炮彈，在炮彈上升的過程中，其速度會因?yàn)榈厍蛞Χ鴾p慢，最終，炮彈會停止上升而落回到地球上；然而，如果它的初速度大于某個臨界值，它將永遠(yuǎn)不會停止上升并落回地面，它會一直向外運(yùn)動，最后遠(yuǎn)離地球，這個臨界速度就是我們現(xiàn)在所知道的逃逸速度。 　　這個劍橋人推論說，也許可能有這樣的一顆恒星，它的質(zhì)量非常大，同時它的半徑非常小，這種特性會使得其逃逸速度非常大，這個速度會比光速還大；如果有這種恒星，那么就會發(fā)生這樣的情況，從這顆恒星表面發(fā)出的光會被恒星的引力場拉回去，所以，這顆恒星發(fā)出的光不能到達(dá)我們這里；因此，我們看不到這顆恒星。 　　1915年，愛因斯坦創(chuàng)立廣義相對論，在更高層面的理論上預(yù)言了黑洞。1939年，美國理論物理學(xué)家奧本海默和辛德也對黑洞的存在做出了推斷。直到1967年，惠勒才正式為黑洞命名，他解釋說：“它是黑的，并且看起來像一個洞，所以叫它黑洞。” 　　讓我們來看看一個黑洞是怎么誕生的。太空中，一顆具有十倍太陽質(zhì)量的恒星，在其壽命的末期，當(dāng)其內(nèi)部的核能耗盡，恒星就由于自身的引力開始坍縮。隨著恒星收縮，表面上的引力場就變得越來越強(qiáng)大，逃逸速度就會增加。當(dāng)它的半徑縮小到三十千米，其逃逸速度就增加到每秒三十萬千米，也就是光速。此后，任何從該恒星發(fā)出的光都不能逃逸，而只能被引力場拖曳回來。根據(jù)狹義相對論，沒有東西可能比光速更快。如果光都不能逃逸，那其它東西就更不可能。這就形成了一顆黑洞：這是時空的一個區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)，光也被關(guān)“禁閉”了?！￡P(guān)于黑洞最出色的研究成果之一就是“黑洞無毛”定律。這是一種形象的說法，與人們熟知的“毛發(fā)”沒有任何關(guān)系。這項(xiàng)定律是由著名的物理學(xué)家霍金和另外兩名合作者共同證明的。這個定律表明，由于引力坍縮，而形成一顆黑洞，這顆黑洞會迅速地趨向于一種穩(wěn)定態(tài)，這種穩(wěn)定態(tài)只由三個參數(shù)來描述就夠了：質(zhì)量、角動量和電荷。 　　根據(jù)“黑洞無毛”定律，黑洞確實(shí)很簡單，所有的黑洞都有質(zhì)量，根據(jù)其電荷與旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，黑洞被分為史瓦西黑洞、克爾黑洞和克爾-紐曼黑洞等。 　　說到這里，該談?wù)剱垡蛩固箤诙囱芯康呢暙I(xiàn)。我們知道，愛因斯坦去世于1955年，所以，在愛因斯坦活著的時候，還沒有“黑洞”這個詞。但是，愛因斯坦的相對論是研究黑洞的重要工具。這一點(diǎn)，被霍金充分地意識到了。根據(jù)廣義相對論，當(dāng)大質(zhì)量恒星耗盡其核燃料時將會向自身坍縮。霍金和他的合作者證明了，大質(zhì)量恒星會繼續(xù)坍縮直至達(dá)到具有無限密度的奇點(diǎn)。至少對于該恒星以及在它上面的一切，這個奇點(diǎn)即是時間的終點(diǎn)。 　　　1970年的一個晚上，正當(dāng)霍金要上床睡覺的時候，他突然對黑洞問題有了靈感。他們發(fā)現(xiàn)，黑洞視界的面積不會隨時間減小；而且，當(dāng)兩顆黑洞碰撞并合并成一顆單獨(dú)的黑洞時，最終黑洞的視界面積比原先兩顆黑洞的視界面積的和更大。這就為黑洞碰撞時可能發(fā)射的能量立下了一個重要的限制。 　　到1973年，霍金得到了更為令人吃驚的發(fā)現(xiàn)：黑洞并不完全“黑”！當(dāng)時，霍金開始研究量子力學(xué)中的測不準(zhǔn)原理對于處在黑洞附近彎曲時空的粒子的效應(yīng)。他發(fā)現(xiàn)，測不準(zhǔn)原理允許粒子和輻射以穩(wěn)定的速率從黑洞漏出來。這個結(jié)果使幾乎所有人，甚至包括他自己都大吃一驚。 　　依據(jù)另一位物理學(xué)家費(fèi)曼的理論，測不準(zhǔn)原理以某種方式允許粒子從黑洞中逃逸出來。對于一顆太陽質(zhì)量的黑洞來說，粒子必須超光速運(yùn)動幾千米，所以其逃逸的概率非常低。它顯示引力坍縮并不像過去以為的那樣是死亡的結(jié)局，黑洞中粒子的歷史不必在一個奇點(diǎn)處終結(jié)，相反，它們可以從黑洞中逃逸出來，并且在外面繼續(xù)它們的歷史。 　　黑洞作為最受關(guān)注的物理課題之一，對現(xiàn)代物理的影響不可不謂大。弦論是物理學(xué)的前沿，在解決黑洞的許多未知之謎中，已經(jīng)取得了很大成果。黑洞的難題有很多，包括黑洞熵的起源，黑洞的信息丟失等等問題。在弦論中，對黑洞熵的問題，已經(jīng)有一些很好的思路和辦法。 　　我們知道，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，也會促進(jìn)理論的研究。對于黑洞而言，實(shí)驗(yàn)科學(xué)家們正在設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)，由大型加速器制造“微型黑洞”，對這種黑洞的研究也可以推動物理學(xué)的發(fā)展?？茖W(xué)家們認(rèn)為，如果真的能觀察到“微型黑洞”，就能給弦論提供明確的驗(yàn)證，這是一種很有希望的檢驗(yàn)弦論的方法。 　　霍金以研究黑洞而聞名于世。有一次，他和另兩個物理學(xué)家朋友打賭，霍金認(rèn)為，宇宙中不可能存在裸奇點(diǎn)。結(jié)果不到4個月之后，他就發(fā)現(xiàn)自己要輸：黑洞在經(jīng)過“霍金輻射”后可能保留一個裸奇點(diǎn)。后來，美國科學(xué)家用超級計(jì)算機(jī)證明，當(dāng)黑洞坍縮時，在非常特別的條件下，裸奇點(diǎn)在理論上是可以存在的。