黑洞|诺奖以上，真相未满：追捕黑洞二百年
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如果做一个“天体人气榜” ， 那黑洞应该是当之无愧的冠军 。
刚刚 ， 黑洞又一次跃入了大众的视线 。 北京时间 10 月 6 日 ， 诺贝尔委员会宣布2020年诺贝尔物理学奖被分成两部分 ， 一部分授予罗杰·彭罗斯 ， 以表彰其在证实广义相对论与发现黑洞领域的成就；另一部分授予莱因哈特·根泽尔和安德里亚·格兹 ， 以表彰他们分别带领团队发现了银河系中心的超大质量天体 。 
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这是近年诺贝尔物理学奖继2017年、2019年之后 ， 又一次授予天体物理学方向；并且2017年雷纳·韦斯、巴里·巴瑞斯、吉普·索恩因引力波探测研究获奖 ， 也与黑洞研究密不可分 。 加上此前著名的“黑洞照片”公布 ， 黑洞在这几年可以说是反复跃入公共视野 。
但围绕今年诺奖首次颁给黑洞研究这个话题 ， 还是产生了不少疑问 。 比如说很多媒体和评论人都认为 ， 属于黑洞研究的诺奖“姗姗来迟” ， 并且颁给霍金好友罗杰·彭罗斯 ， 是对2018年霍金辞世的某种惋惜和追悔 。
那么问题来了 ， 霍金没有因为黑洞研究而获得诺贝尔物理奖真的并不公平吗？罗杰·彭罗斯仅仅是以霍金朋友的身份代他领奖吗？
另一方面 ， 为什么妇孺皆知的黑洞 ， 要等到如今才摘得诺贝尔奖 ， 甚至还有些勉强？黑洞的伟大发现难道不早就该彪炳史册吗？
这些问题的答案 ， 可能都埋藏在人类追捕黑洞真相的漫长历史里 。 借着诺奖带来的话题余温 ， 让我们一起回溯一下这场人类智慧的跨宇宙远征 。
派出最聪明的“侦探”努力二百余年 ， 我们才刚刚解开黑洞谜局的一角 。
警觉：沉默的暗星
发现黑洞 ， 是一场跨越时间、空间 ， 以及学科体系的持久战 。 作为一项组合工程 ， 它需要物理学家、数学家、天文学家的高效协作 。 有时候它也需要在一方人马工作不下去的时候 ， 换另一队来攻克难关 。 所以说 ， 跨学科背景和学科交叉人才在发现黑洞的路上特别重要 ， 比如今年的诺奖得主很多都具备跨学科背景 ， 或者转换过研究领域 。
而对黑洞这种天体现象最早的模糊认知 ， 也来自学科视角转换带来的“惊喜” 。 虽然我们一般意义上认为黑洞的发现在爱因斯坦提出广义相对论之后 。 但其实早在18世纪 ， 科学家就已经发生了对黑洞存在的“警觉” 。
在发现开普勒定律和万有引力之后 ， 宇宙速度的概念逐渐清晰 。 科学家发现天体的密度与引力成正比 。 那么是不是有一种可能 ， 某种天体的密度特别大 ， 引力特别强 ， 导致连光的速度都无法完成宇宙速度的逃逸？
密度大到能吞噬光的天体 ， 自然也就无法被人类观测到 。 1783年 ， 英国自然哲学家、地质学家约翰·迈克尔在给英国皇家学会的亨瑞·卡文迪许的信中 ， 提出了这样一种不可见天体的可能性 。 他将之称为“暗星（Dark Stars）”——约翰·迈克尔还根据宇宙速度来推测 ， 如果一个与太阳质量相同的天体 ， 其半径只有三公里 ， 那么这个天体的引力就将达到光无法逃逸的程度 ， 也就形成了对地球的不可见 。 两百年后的事实证明 ， 这个猜测已经十分接近人类所知的黑洞 。 
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随后 ， 相关内容在英国皇家学会会报上发表 ， 引发了科学界的热烈讨论 。 关于“不可见星”的讨论有了种种测算和猜想 。 而在当时条件下 ， 吞噬光的星体还仅仅是个逻辑推演 ， 科学界还没有理论路径来认识真实存在的黑洞 。
到20世纪初年 ， 电磁学兴起之后 ， 人们开始从另一个角度来理解黑洞 。 德国物理学家 ， 量子力学的开创者马克斯·普朗克在1900年提出了关于“黑体辐射”的假说 。 他认为既然物体在释放辐射的同时也吸收辐射 ， 那么应该有一种物体 ， 既所谓“黑体” ， 能够吸收所有的光 ， 但是既无法反射光也不形成光透射 。 黑体是电磁学领域的一个理想概念 ， 并不是真正的科学发现 。 但普朗克提出的“黑体辐射”已经描述了黑洞的量子特征 ， 打开了另一条发现黑洞的秘径 。
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