黑洞|诺奖以上，真相未满：追捕黑洞二百年( 三 )
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黑洞无毛的定理一度让很多中国传统文化爱好者非常兴奋 。 比如我就曾听某“国学大师”的讲座里说 ， 黑洞最终是印证了“一气化三清”和“玄之又玄 ， 众妙之门” 。 至于到底是不是呢 ， 咱也不知道 ， 咱也不敢问 。
反正 ， 黑洞热力学的假说确实激发了上世纪70年代关于黑洞的又一轮大讨论 。 而那就是我们熟悉的霍金 ， 以及刚刚获得诺奖的彭罗斯 ， 属于他们的舞台 。
重审：霍金辐射 ， 黑洞蒸发
与当时黑洞研究界主要是物理学与天文学背景的科学家不同 ， 彭罗斯的主要知识背景与研究视角都来自数学 。
上世纪60年代 ， 彭罗斯提出了关于时空立场的全新数学解法 。 在他的数学推演下 ， 空间是可以扭曲的 ， 这就是著名的扭量理论 。 从电荷、量子运动 ， 到黑洞中的热力转换 ， 都可以通过扭量理论来解释 。 并且这一理论还认为 ， 任何条件下物质最后都会经历一个不可避免的数学奇点 ， 这个奇点就是黑洞的形成 。 这个观点打破了黑洞形成的特殊性 ， 指出黑洞可能是所有天体最终的命运 。 这项研究的过程中 ， 霍金成为了彭罗斯的重要伙伴 ， 这一发现也被称为彭罗斯-霍金奇点理论 。 
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某种程度上来说 ， 霍金是站在彭罗斯提出的数学方法基础上 ， 通过更加激进的理论物理推想 ， 得出了一系列关于黑洞更为具体的信息 。 1974年 ， 牛津的卢瑟福实验室召开了一场量子物理学研讨会 ， 霍金宣布了对于黑洞的全新发现：黑洞不仅能够吸收视界外的物质 ， 同时还以热辐射的形势向外“吐出”物质 。
这种推论被称为霍金辐射 ， 也被称为“黑洞蒸发” 。 霍金认为 ， 随着黑洞蒸发的过程 ， 黑洞温度也随之升高 ， 最终将以大爆炸的形势吐出所有物质 。 霍金辐射理论指出 ， 黑洞并不仅仅是吸收物质的“宇宙窟窿” ， 其本身也构成了宇宙循环的一部分 。 因此 ， 黑洞也就并非恒星演化的最终形态 ， 而是恒星演化的一个必然部分 。 在成为黑洞之后 ， 天体还将向其他形态演进 。 而我们所处的宇宙 ， 也就是大爆炸之后物质高速扩张的一个阶段 。 
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从彭罗斯到霍金 ， 科学家开始真正把黑洞建立在了热力学的体系中 ， 并以此为契机窥探宇宙的本源 。 但这里要指出的是 ， 霍金之伟大与争议是并存的 。 其重要原因在于霍金的推想太超前了 ， 目前的天文能力无法验证其真伪 。 并且霍金的黑洞推论内部有自相矛盾的地方 ， 直到晚年霍金都在致力于达成其推论的自洽 。
而诺贝尔奖的含义 ， 是奖励科学家“解决问题” ， 而非“发现问题”或者“找到了解决问题的可能” 。 从这个角度看 ， 彭罗斯的获奖建立在他的理论被近年连续出现的天文证据所证明 。 而霍金的众多理论今天依旧是“悬案” ， 这就像爱因斯坦也没有因为”广义相对论”摘得诺贝尔 。
诺贝尔不奖励先行者 ， 从这个角度看霍金是遗憾的；但先行者的足迹早早跨出了诺贝尔奖的范畴 ， 这又是霍金的骄傲和幸运 。
搜寻：宇宙证据链
其实不难看出 ， 在漫长的时间里 ， 天文学界在黑洞这个天文领域 ， 都是基本缺失的 。 这当然是黑洞的独特性导致的 ， 毕竟要怎么观察一个以“不可见”为特征的天体呢？好在人类的天文学技术在不断实现突破 ， 计算机、光学、电磁学等等成果成为了天文观测的助手 。 而基于一系列对黑洞的热力学认识 ， 人类也开始获得了观测黑洞的路径 。
黑洞被准确观测 ， 被天文学交叉证据给证明 ， 其实在近几年才有显著突破 。 而这也形成了一个新的观点：所谓基础科学靠天文 ， 当物理、数学遇到瓶颈的时候 ， 该轮到天文崛起了 。
比如摘下2017年诺奖的LIGO引力波观测系统、拍下黑洞照片的“事件视界望远镜”全球观测网 。 这些抵达人类工程能力顶峰的天文设备 ， 正在为进一步揭秘黑洞带来希望 。
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