同学们，昨晚你们看新闻了吗？看到黑洞照片了吗？这可是人类首次“拍摄”到黑洞的照片，你们物理老师我激动地一晚上没睡着。
（EHT事件视界望远镜合作组织提供照片）
黑洞到底是怎么回事呢？
事情的开端还是要从牛顿说起。
1687年，牛顿发表论文《自然定律》，其中包含了万有引力的内容。
万有引力公式怎么写？我们在必修二的第六章学过的。
学物理要是记不住这个公式·······别说是我教的，我不承认。
再说一次，牛顿发现了万有引力公式，但万有引力常数G是多年后卡文迪许用扭称实验测出的。
从牛顿发现万有引力开始，天体物理学起步发展。
时间过了一百多年，18世纪末19世纪初，拉普拉斯出版了他的研究成果，《宇宙体系论》、《天体力学》，奠定了天体物理学大厦的根基。
等你们读了大学，如果学理工科专业，大概率是要学习拉普拉斯变化的，这是工程数学中非常常用的一个工具，暂且按下不表。
另外，拉普拉斯这个人，数学、物理方面是天才，做出了卓越的科学贡献。而且他是拿破仑的数学老师，拿破仑很钦佩他的才华。但是，这家伙人品不是太好，属于见风使舵的墙头草。可见科学家也是凡人，这也难免呀。
扯远了，那么拉普拉斯对于黑洞的发现做过什么呢？
请看万有引力提供向心力的公式及变形，如下：
这是个重要考点！！！
以上公式中的v就是某个星球的最小发射速度，也是最大环绕速度，对于地球来说，叫做第一宇宙速度，大小约是7.9Km/s，也就是说只有速度超过7.9Km/s的东西才能飞离地面，而速度比它小的，早晚会再落到地面上。
根据以上公式可以知道，一个天体的最小发射速度与它自身的质量成正比，与天体的半径成反比。拉普拉斯提出了一个大胆的假设，如果保持太阳的质量不变，把它的体积进行压缩，根据数学公式，肯定有一个临界值，当太阳半径小于该值时，它的最小发射速度就会大于光速，也就意味着光也无法逃离。经过计算，要达到这个假设，需要把太阳压缩成为半径只有3km左右的球体，而太阳实际的半径是700000km，拉普拉斯觉得这不太可能，只是一种数学推导而已。如果把地球变成黑洞呢？需要压缩到一颗豆子那么大。Amazing！难怪拉普拉斯没有继续研究下去，这真的不敢相信，地球怎么可能被压缩到豆子大小呢？这就是科学的伟大和奇妙。
但拉普拉斯的这个假设，就是黑洞最基本的定义。体积无限压缩，光也无法逃逸。
时间又过了一百多年。爱因斯坦在1915年发表了他的场方程，1916年发表了广义相对论。具体细节不展开，因为老师我对于爱因斯坦的这些知识也是很懵懂，但我正在努力学。
场方程很难解，爱因斯坦自己没有解出来。1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇尔德·惠勒命名为“黑洞”。
所以就有了昨晚和今天刷屏的“爱因斯坦又对了”。
霍金必须拥有姓名。霍金提出黑洞无毛理论、黑洞辐射，使人类黑洞的理论研究迈了一大步。
有个问题必须澄清，用望远镜“拍摄”黑洞，可不是咱们初中凸透镜成像那里学的光学望远镜，在天文学研究中，光学望远镜已经算很古老了。现在用的是射电望远镜，啥意思呢，就是收集宇宙中的某频率的电磁波信号，然后处理成像，并不是直接“看”“拍摄”哦。
黑洞的神奇之处还在于，它会无限坍缩。看过电影《蚁人》的应该记得，男主角最后陷入了分子级别，同时无限坍缩，很烧脑，这情景就类似于黑洞。如果把地球真的压缩到3厘米大小，就成了一个黑洞，但地球不会保持3厘米不动，而是会进一步变小，无限的变小，但这3厘米的范围属于黑洞，任何物体一旦进来就再也出不去了。可以说，黑洞质量无穷大但内部却空无一物。黑洞内时空打了结，我们人类的时空概念进入黑洞就毫无意义了。
宇宙真奇妙！好，闲言讲完，拿出昨天的试卷······
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