我们先从对黑洞最朴素的理解开始，一点一点走进真实的黑洞。
牛顿发现了万有引力定律，他解释了为什么地球上的每一个人，都觉得自己是头朝上脚朝下，，也解释了月亮为什么不会掉到地面上。
我们每一个人都受到来自地球的吸引力，但这个吸引力其实并不是那么强大，我们只要双脚一用力，就能跳起来，短暂地对抗地心引力。
起跳的初速度越大，我们就能蹦得越高，在空中停留的时间也越长。
当年牛顿就计算出来，如果我们起跳的速度达到了 7.9 公里/秒的话，那么，我们就永远也不会掉回地球了，我们会成为地球的一颗卫星绕着地球转，就像月亮那样。
而这个 7.9 公里/秒的速度，就被称为“第一宇宙速度”，也叫“环绕速度”。
就是要从地球表面发射，成为一颗环绕地球运动的卫星所需要的最小速度。
理论上来说，任何星球都有属于自己的环绕速度。
那这个 7.9 公里/秒的数值，到底是怎么计算出来的呢？
实际上，这个数值是根据牛顿的万有引力定律的公式推导出来的，它只跟两样东西有关，那就是星球的质量和体积。
与我们自己本身有多重没有关系。
环绕速度与星球的质量成正比，与体积成反比，太阳的质量和体积都要比地球大得多，太阳的环绕速度是 220 公里/秒。
当然，这个速度是相对于太阳的速度来说的，而不是相对于地球的速度，这个数值就比地球的环绕速度的数值大了很多。
这些知识，人类在牛顿时代就已经搞得清清楚楚了。
大约 200 多年前，有一位叫拉普拉斯的天体物理学家，他有一天就突发奇想。
他想，假如有一个天体的环绕速度超过了光速，那么，岂不是连光都无法从这个天体上跑出来了吗？那这个天体岂不是变成全黑的了吗？
他还动手大致算了算，他算出来，太阳的半径如果缩小到只有 3 公里，那就意味着体积要缩小万万亿倍，它就会成为这样一颗不发光的恒星。
但拉普拉斯仅仅只是随便想了想，并没有深究，他不认为宇宙中会有这样的恒星存在，只是一种纯粹的数学计算罢了。
后来，他又知道了光是一种波，而不是由一个一个有质量的微粒构成的。所以，拉普拉斯就更觉得自己是胡思乱想了。
用拉普拉斯的这种想法来理解黑洞，是一种最朴素的方法，也是大多数人能够理解到的层次。但是，这却并不是对黑洞的正确理解。
接下来，我要给你们讲一些高级货。
拉普拉斯之后，光阴如梭，一晃就是 100 多年过去了，时间到了 1915 年。
爱因斯坦大神把人类对宇宙的认识，推进到了一个远超牛顿的境界。
大神告诉人们，万有引力只是时空弯曲的一种表现形式罢了，牛顿的万有引力只是对时空弯曲本质的一个近似公式，如果太阳的半径真的缩小到了只有 3 公里，那万有引力公式就不适用了。
要真正把时间、空间、运动、引力这些东西的相互关系给搞清楚，那就必须要用到一个超级烧脑的方程式。
这就是爱因斯坦场方程，爱因斯坦的理论就是大名鼎鼎的相对论。
1915 年，正值第一次世界大战时期，在德国和俄国交战的前线，有一位年轻的德国炮兵上尉，他的名字叫史瓦西。
他看到了爱因斯坦那个超级烧脑的方程式后，本能地就爱上了它。
当其他物理学家还在质疑这个方程的时候，史瓦西已经开始了默默的计算，他花了很长的时间，终于找到了爱因斯坦场方程的一个特殊解。
他发现了一个惊人的情况，这个情况和拉普拉斯当年发现的情况，有着异曲同工之处。
史瓦西根据相对论计算出来，如果把太阳压缩到半径 3 公里，或者把地球压缩到只有一个巧克力豆那么大，这时候，在地球或者太阳中心点的时空就会被弯曲到无穷大，就好像时间和空间在这个地方打了一个结，没有任何东西能够从它们的表面逃脱，连光也不例外。
这倒不是因为光速小于环绕速度，其实，在这种情况下，已经不存在环绕速度的概念了，而是因为时空在这个地方被弯曲成了一个深深的洞，光掉进去了就再也找不到出口了，事实上，根本也不存在出口。
后来，科学家们就把这样一种奇怪的天体称作“黑洞”。
因此，黑洞实际上不是一个洞，在天文学上，它是一个有质量的天体。
黑洞是我们这个宇宙中已知的最奇怪的一种天体，我们永远也无法看到黑洞里面的样子，因为在那里面，时间和空间已经打成了一个结。
也可以说，时间和空间都不复存在了。
黑洞就像宇宙中的一个吸尘器，不断地吞食着一切靠近它的物质，而且吞进去了就别再想跑出来。
实际上，黑洞比你想象的还要怪异。
所谓黑洞的大小，只是黑洞的中心到边界的大小，在那个黑乎乎的区域中，其实也是空无一物的。
那你可能要感到奇怪了，物质都跑到哪里去了呢？
其实，我上面说把地球压缩到一个巧克力豆那么大，真实的情况是，一旦当地球被压缩到巧克力豆那么大的时候，就没有任何力量能够阻止地球继续收缩了，只留下一个黑洞洞的外壳。
那么，地球上的物质到底跑到哪里去了呢？
我只知道它们会一直一直收缩下去，永远也停不下来，那你一定要让我告诉你到底最后会怎么样，我也只能回答你：对不起，我想到一半就已经昏迷不醒了，我求你别问了。
如果你去问科学家，他们可能会这样回答你，这些物质最后都会收缩成一个非常非常奇怪的点，我们把这个点叫“奇点”，哎呀，年轻人，等你长大了就明白了。
好吧，其实我现在都长这么大了，也还是想不明白。
正因为这样，当黑洞刚刚被提出来的时候，几乎没有人相信宇宙中真的会有这样奇怪的天体。
后来，著名的物理学家霍金和别人一起发现，似乎宇宙中出现这样的一种奇怪天体是不可避免的。
随着相对论被一个又一个的实验所证实，这就更加坚定了科学家们的信念。
但是，科学精神有一条非常重要的原则，那就是，非同寻常的主张需要非同寻常的证据。
黑洞显然是一个非同寻常的主张，那就必须要有非同寻常的证据，要最终证明黑洞的存在，必须要找到天文观测的证据。
于是，天文学家们就开始了艰苦卓绝的努力。
在几十年以前，黑洞的真实性一直是天文学中最大的未解之谜，直到上世纪七十年代，天文学家们才普遍猜测，有一个过去一直搞不明白的奇怪天体，很有可能就是黑洞。
这个天体距离地球大约 6000 光年，放出非常强烈的 X 光。
你可能会奇怪，不是说黑洞不发光吗，怎么又会放出强烈的 X 光呢？
这是因为物质在向黑洞的坠落过程中，会形成一个围绕着黑洞的大漩涡，这被叫做吸积盘。
因此，X 光不是黑洞发出来的，而是吸积盘中的气体高速摩擦发出来的。
这些 X 光可以看成是黑洞存在的间接证据，但并不是直接证据，但即便是这样的间接证据也是很罕见的。
我能查到的公开资料显示，截止到 2007 年，天文学家们努力了半个多世纪，也仅仅只是找到了 17 个黑洞候选者。
第一份黑洞存在的直接证据，一直到 2015 年 9 月 14 日才出现。
那一天，位于美国汉福德区和路易斯安那州的利文斯顿的，两台引力波探测器同时探测到了一个引力波信号，经过 8 个月的分析论证后，在 2016 年 6 月 16 日清晨，美国科学家正式向全世界宣布，这个持续了仅仅不到 2 秒的引力波信号，正是两个黑洞并合产生的引力波信号，在茫茫宇宙中穿行了 13 亿年才抵达地球，恰好被人类捕捉到。
从黑洞存在之谜被提出到解决，恰好过去了 100 年，但是人类对黑洞的研究其实才刚刚起步。
因为科学家们发现，关于黑洞，还有更多的未解之谜等待着我们去解答。
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